Java多线程详解:线程控制与同步通信

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本文档主要介绍了与线程控制相关的Java多线程知识,包括线程概述、Java线程模型、创建线程、后台线程、线程的join()方法、多线程编程、线程间同步和线程间通信。 线程概述: 多线程是指在单个应用程序中同时执行多个任务的能力,每个任务被称为一个线程。在Java中,通过创建和管理线程,可以实现程序的并发执行,提高系统资源利用率。 Java线程模型: Java的线程模型由虚拟CPU、代码和数据组成。线程是由java.lang.Thread类表示的,它封装了虚拟CPU,并持有执行的代码和相应的数据。线程的创建是通过构造Thread对象并提供执行代码的入口点(通常是Runnable接口的实现)来完成的。 创建线程: Java中创建线程主要有两种方式:一是直接继承Thread类并重写run()方法;二是实现Runnable接口并将其作为参数传递给Thread构造器。启动线程时,必须调用start()方法,这将使得线程进入可运行状态,等待JVM调度执行。需要注意的是,直接调用run()方法并不会创建新线程,而是在线程当前上下文中执行。 线程控制方法: - start():新建线程并将其置于Runnable状态,等待操作系统调度。 - run():线程执行的主体,当线程被调度时,run()方法会被执行。 - wait():使当前线程进入等待状态,释放所持对象的锁,等待其他线程调用notify()或notifyAll()唤醒。 - notify()/notifyAll():唤醒等待在该对象上的一个或所有线程,让它们重新竞争对象锁。 - yield():当前线程暂停,让相同或更高优先级的线程有机会执行,但不保证一定切换。 - getPriority()/setPriority():获取或设置线程的优先级,用于线程调度。 - suspend():挂起线程,不再执行,但不释放锁(已废弃,避免使用)。 - resume():恢复挂起的线程,与suspend()配套使用(已废弃,避免使用)。 - sleep():线程休眠指定时间,期间不会释放对象锁。 - join():主线程调用子线程的join()方法,主线程会等待子线程执行完毕再继续执行。 线程的join()方法: join()方法用于主线程等待指定的子线程执行完成。如果在子线程中调用了join(),主线程会阻塞直到子线程结束。这对于确保线程执行顺序和依赖关系很有用。 多线程编程和线程间同步: 在多线程环境中,为了防止数据不一致和竞态条件,需要进行线程同步。Java提供了多种同步机制,如synchronized关键字、wait()、notify()和notifyAll(),以及Lock接口(如ReentrantLock)等。此外,还有ThreadLocal变量用于线程局部存储,避免数据共享导致的问题。 线程间通信: 线程间通信通常涉及到共享数据,通过wait()、notify()和notifyAll()方法可以实现线程间的协作。例如,生产者消费者模型中,一个线程生产数据后通知其他线程消费。 总结: 理解和掌握Java中的线程控制方法和多线程编程技术对于编写高效、并发友好的应用至关重要。合理地利用线程和同步机制,可以优化程序性能,同时确保程序的正确性和稳定性。