Java多线程教程：线程调度与同步

"Java2程序设计实用教程，第七章，多线程机制" 在Java编程中，多线程是至关重要的一个概念，特别是在构建高效、响应迅速的应用程序时。本教程将深入讲解Java多线程的各个方面，帮助你理解和掌握如何在Java中有效地使用线程。 **线程简介** 线程是程序执行的最小单元，它在进程中执行特定任务。与进程不同，线程共享同一块内存空间和系统资源，因此它们之间的通信更为直接和高效。在Java中，线程可以通过继承`Thread`类或实现`Runnable`接口来创建。线程的创建、运行和销毁构成了它的生命周期，这个生命周期包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、等待（Blocked/Waited）、睡眠（Timed Waiting）和终止（Terminated）等状态。 **多线程的互斥与同步** 多线程环境下的主要问题在于资源共享和并发控制。为了保证数据的一致性和完整性，Java提供了互斥和同步机制。互斥是指在某一时刻只有一个线程能访问共享资源，通过`synchronized`关键字实现。同步则确保线程按照一定的顺序执行，避免数据竞争，如`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法，以及`Lock`和`Condition`接口。 **线程调度** Java中的线程调度有两种策略：抢占式调度和协作式调度。默认情况下，Java使用抢占式调度，即由操作系统决定何时切换线程。线程优先级（`ThreadPriority`）可以影响调度，但Java不保证优先级高的线程一定先执行。此外，还可以通过调用`yield()`让当前运行的线程暂停，让其他线程有机会运行。 **线程控制** Java提供了多种控制线程的方法，例如： - `start()`: 启动线程，开始执行`run()`方法。 - `join()`: 阻塞当前线程，直到指定的线程完成。 - `sleep(long millis)`: 让当前线程休眠指定的毫秒数，释放CPU资源。 - `interrupt()`: 中断线程，标记线程中断状态，但不会立即停止线程。 - `isInterrupted()`: 检查线程是否被中断。 - `ThreadLocal`: 用于创建线程局部变量，每个线程都有自己的副本，互不影响。 **死锁与活锁** 多线程环境下可能遇到死锁（两个或多个线程互相等待对方释放资源导致的僵局）和活锁（线程不断尝试获取资源但一直失败，导致无尽循环）。避免这些情况需要谨慎设计线程交互和资源管理。 **线程安全与非线程安全** 线程安全的类或方法在多线程环境中可以正确工作，无需额外的同步措施。反之，非线程安全的类或方法可能导致数据不一致。Java提供了一些内置的线程安全类，如`Vector`、`ConcurrentHashMap`等。 **总结** Java多线程教程的目标是让你理解线程的概念，学会创建和控制线程，掌握互斥和同步机制，以及处理可能遇到的并发问题。通过深入学习这一章，你将能够编写出高效、稳定的多线程程序，充分利用现代计算机的多核优势。