线程休眠是Java编程中一个重要的概念,它允许线程暂时停止执行,进入阻塞状态,直到预定的时间间隔结束后重新激活。Java提供了`Thread`类中的两个方法来实现线程休眠:`public static void sleep(long millis)`和`public static void sleep(long millis, int nanos)`。这些方法使得线程能够按照预设的时间单位(毫秒或纳秒)暂停执行。
线程在Java中的概念模型相当关键,它是程序内部的一种顺序控制流。与进程相比,线程更轻量级,因为它们共享相同的代码和数据空间,每个线程有自己的运行栈和程序计数器(PC),这使得线程切换的成本较低。多线程在Java中用于提高程序性能,通过在同一应用程序中并发执行多个任务,从而避免了长时间等待单个任务完成。
创建线程有两种方式。首先,通过实现`java.lang.Runnable`接口,这种方式可以更好地分离CPU、代码和数据,使模型更加清晰,且允许run()方法所在的类继承其他有用属性和方法。这种方式创建的线程通常更灵活。另一种方式是直接继承`Thread`类,这种方式虽然简单,但限制了线程类从其他类继承,并且run()方法的调用者直接就是线程对象,对线程对象的直接操作可能更为直观。
线程的生命周期包括四个阶段:新建、就绪、运行和阻塞。新建状态下,线程对象只有被调用`start()`方法才会变为就绪状态,等待CPU调度。就绪状态的线程并不立即开始执行,而是进入可运行队列。一旦CPU分配给它执行资源,线程就进入运行状态,执行run()方法中的代码。在此过程中,线程可能会因IO操作、内存访问或其他原因进入阻塞状态,直到阻塞条件解除。
线程同步是管理多线程协作的关键,尤其是在处理临界资源时。临界资源是指在同一时刻只能有一个线程访问的共享资源。Java提供了互斥锁(synchronized关键字)来确保同一时间只有一个线程访问,防止死锁,这是一种常见的并发问题。死锁是指两个或多个线程相互等待对方释放资源而造成的一种僵局。
理解线程休眠、创建线程的方式、线程生命周期以及同步和死锁的概念,对于编写高效、健壮的多线程程序至关重要。通过恰当地使用这些工具,程序员可以充分利用Java的多线程特性,提升程序的并发性能。