Java多线程同步机制与synchronized关键字详解

Java多线程机制是编程中一项重要的并发处理技术，它允许在单个应用程序中同时执行多个任务，从而提高系统资源的利用效率。在Java中，线程是程序执行的基本单元，它是进程中一个独立的控制流，可以在同一时间内独立运行。与进程相比，线程具有以下特点： 1. **线程轻量级**： 线程相较于进程更轻量级，因为它们共享代码和数据空间，这意味着它们可以直接访问程序中相同的变量和对象。这减少了内存开销，并使得线程切换更加高效。 2. **线程共享和独立性**： 在同一进程内，多个线程共享相同的内存地址空间，能够进行通信和数据交换。然而，每个线程有自己的运行栈和程序计数器（PC），确保了它们在逻辑上独立执行。 3. **线程同步与互斥**： Java通过synchronized关键字实现了线程同步，即对象排他锁。这种方式确保了在任一时刻，只有一个线程能够访问synchronized修饰的对象，防止了数据竞争和不一致状态。这是防止并发问题的关键，例如死锁和竞态条件。 4. **线程创建与启动**： 在Java中，线程是通过Thread类创建的。程序员可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建新线程，然后通过调用Thread对象的start()方法启动线程。 5. **线程调度与优先级**： 操作系统对线程进行调度，根据线程的优先级决定哪个线程先获得CPU时间片。Java提供了一定程度的线程优先级设置，但实际调度由操作系统底层决定。 6. **线程状态控制**： 线程在Java中有多种状态，如新建、就绪、运行和死亡等。程序员可以通过检查线程状态来管理线程的生命周期，比如使用join()方法等待线程完成，或者interrupt()方法中断线程。 7. **线程并发与进程**： 多线程是在单个进程内实现并发，而多进程则是操作系统层面的概念，允许在不同内存空间中并发运行多个独立的程序。两者在并发处理能力上有区别，但都能提升系统的并行执行能力。 第十一章详细介绍了Java多线程的基础概念、创建方式、调度机制、同步机制以及与进程的关系，为开发者理解和实现高效的并发编程提供了必要的理论和实践指导。理解这些核心概念对于编写高性能、无竞态条件的并发程序至关重要。