Java程序开发：深入理解线程与多线程

Java程序开发教学课件“10-线程.ppt”主要涵盖了Java中关于线程的基础知识，这在软件开发特别是并发编程中是非常重要的一个部分。线程是程序中的执行流，使得程序可以在同一时间处理多个任务，提高了计算效率。下面我们将深入探讨这部分内容。 首先，线程的概念是理解其运作的基础。线程是程序内部的一个控制流，它并不是一个独立的程序，而是共享同一内存空间的执行单元。在Java中，线程由`java.lang.Thread`类表示，它包含了CPU执行的代码以及处理的数据。创建线程有两种方式：一是继承`Thread`类并重写`run()`方法，二是实现`Runnable`接口并提供`run()`方法，然后将实现类实例传给`Thread`的构造函数。 线程的状态是线程生命周期的重要组成部分，主要包括新建、可运行、运行、阻塞和终止等状态。这些状态之间的转换反映了线程在程序中的活动情况，例如，当线程被创建但尚未启动时，它处于新建状态；当线程调用`start()`方法后，进入可运行状态，等待CPU分配执行时间；如果线程被阻塞（如等待锁或IO操作），则进入阻塞状态；完成任务后，线程会进入终止状态。 线程的控制包括了启动、停止、中断和同步等操作。`start()`方法用于启动线程，而`stop()`方法在Java中已废弃，因为直接停止线程可能导致数据不一致。线程的中断是通过`interrupt()`方法实现，但并不立即停止线程，而是设置一个中断标志，线程内部可以通过`isInterrupted()`或`interrupted()`检查这个标志并决定如何响应。同步机制，如`synchronized`关键字和`Lock`接口，用于防止多个线程同时访问共享资源，确保数据的一致性。 多线程的互斥和同步是并发编程中的关键问题。互斥是指同一时间只允许一个线程访问共享资源，Java提供了`synchronized`关键字来实现互斥。同步则涉及线程间的协作，例如通过`wait()`, `notify()`和`notifyAll()`方法实现线程间的通信，或者使用`Semaphore`、`CyclicBarrier`等高级同步工具。 Java SE 8.0引入了Lambda表达式，这对简化多线程编程产生了积极影响。Lambda表达式可以更简洁地表示匿名函数，使得创建和传递线程回调变得更加方便。 理解和掌握Java中的线程知识对于开发高效、可靠的并发程序至关重要。从线程的基本概念到状态管理，再到同步与通信，这些都是Java程序员必须熟练掌握的技能。在实际开发中，合理利用线程不仅可以提高程序的执行效率，还能有效地利用系统资源，避免不必要的阻塞和等待。