Java线程同步与锁机制深度解析

"Java线程学习资料" 在Java编程中，线程是程序执行的最小单元，它允许程序同时执行多个任务。理解线程的概念、使用技巧和方法对于开发高效并发应用程序至关重要。以下是对Java线程相关的知识点进行的详细解释： 1. **线程的状态与生命周期** - 新建（New）：线程被创建但尚未启动。 - 运行（Runnable）：线程已启动并准备运行，可能正在CPU上执行或等待获取CPU资源。 - 阻塞（Blocked）：线程正在等待某个监视器锁。 - 等待（Waiting）：线程正在等待另一个线程执行特定操作，如调用`wait()`方法。 - 定时等待（Timed Waiting）：线程正在等待一段时间或另一个事件发生，如`sleep()`或`join()`。 - 终止（Terminated）：线程执行完毕或因异常而结束。 2. **同步机制** - `synchronized`关键字用于实现线程同步，确保同一时刻只有一个线程可以访问共享资源。 - 同步方法：在方法声明前加上`synchronized`，整个方法体被视为同步块。 - 同步代码块：指定一个对象作为监视器，只有获得该对象锁的线程才能进入代码块。 3. **死锁（Deadlock）** 当两个或更多线程互相等待对方释放资源而造成的一种僵局，若无外力干涉，这些线程都将无法继续执行。 4. **线程池** 使用线程池可以更有效地管理线程，避免频繁创建和销毁线程的开销。Java中的`ExecutorService`和`ThreadPoolExecutor`是线程池的实现。 5. **并发工具类** - `java.util.concurrent`包提供了一系列高级并发工具，如`Semaphore`（信号量），`CyclicBarrier`（循环屏障），`CountDownLatch`（计数器门闩）等，用于更灵活的线程控制。 - `Collections.synchronizedXXX`方法可以将集合转换为线程安全的版本，例如`Collections.synchronizedList`。 6. **线程间的通信** - `wait()`，`notify()`和`notifyAll()`方法用于线程间的通信。`wait()`使当前线程进入等待状态，`notify()`唤醒一个等待的线程，`notifyAll()`唤醒所有等待的线程。 - 使用这些方法时必须持有对象的锁，否则会抛出`IllegalMonitorStateException`。 - 调用`wait()`后，线程会释放持有的锁并进入等待队列，当其他线程调用`notify()`或`notifyAll()`时，等待线程有机会重新获取锁并继续执行。 7. **输入/输出流（I/O）** - Java中的`InputStream`是所有字节输入流的超类，提供读取字节数据的方法，如`read()`和`read(byte[] b)`。 - `read()`方法用于读取单个字节，返回值在-1到255之间，-1表示到达流的末尾。 - `read(byte[] b)`方法将数据读入到提供的字节数组中，返回实际读取的字节数。 掌握以上知识点，有助于理解和编写高效的多线程Java程序，解决并发问题，提高程序性能。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法和工具，以确保程序的稳定性和性能。