Java SE多线程实现详解:Thread与Runnable
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更新于2024-09-14
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"Java SE中的多线程技术"
在Java SE中,多线程是程序设计中的重要概念,它允许程序同时执行多个任务,从而提高了应用程序的效率和响应性。多线程使得开发者可以在同一进程中并发运行多个不同的线程,这在处理I/O密集型或计算密集型任务时特别有用。
1. 进程与线程
- 进程 是程序的一次动态执行过程。在DOS系统中,系统仅支持单进程,而Windows系统则支持多进程,这意味着可以同时运行多个独立的程序。
- 线程 是进程内的一个执行单元,一个进程中可以有多个线程。比如,在Word应用程序中,可能存在多个线程分别负责用户界面的更新、文档的保存等不同任务。
2. 线程的实现方式
- 继承Thread类 :创建一个新的类,继承自`java.lang.Thread`类,并覆盖其`run()`方法。在`run()`方法中编写线程的具体执行逻辑。当创建了此类的实例并调用`start()`方法时,新的线程就会开始执行`run()`中的代码。如示例所示:
```java
class MyThread extends Thread {
private String name;
// 构造函数和run()方法
}
```
- 实现Runnable接口 :创建一个新的类,实现`java.lang.Runnable`接口,同样覆盖`run()`方法。然后将该类的实例作为参数传递给`Thread`类的构造函数来创建线程。这种方式更灵活,因为类可以同时实现多个接口。示例如下:
```java
class MyThread implements Runnable {
private String name;
// 构造函数和run()方法
}
```
3. 线程的启动与控制
- `start()`方法用于启动线程,它会调用`run()`方法。但是直接调用`run()`方法并不会创建新线程,而是直接在当前线程中执行`run()`里的代码。
- 使用`join()`方法可以让主线程等待指定线程执行完毕后再继续执行。
- `sleep()`方法可以使线程暂停一段时间,然后继续执行。
- `yield()`方法让当前线程暂停,但不进入睡眠状态,而是让其他相同优先级的线程有机会执行。
- `synchronized`关键字用于线程同步,防止多个线程同时访问共享资源,避免数据不一致的问题。
4. 线程的状态
- 新建(New):线程被创建,但尚未启动。
- 可运行(Runnable):线程已启动,但可能正在等待CPU资源以开始执行。
- 阻塞(Blocked):线程正在等待某个监视器锁。
- 等待(Waiting):线程在等待另一个线程执行特定操作,如`wait()`。
- 守护(Terminated):线程已经执行完毕或被中断。
5. 线程优先级
Java提供10个级别的线程优先级,`Thread.NORM_PRIORITY`(默认优先级)为5,`Thread.MIN_PRIORITY`为1,`Thread.MAX_PRIORITY`为10。但实际执行时,优先级并不一定能保证线程的执行顺序,因为它依赖于操作系统的调度策略。
6. 线程间的通信
- `wait()`, `notify()`, `notifyAll()` 方法用于线程间的协作,这些方法必须在同步块或同步方法中使用,以防止死锁。
7. 死锁
当两个或多个线程互相等待对方释放资源,导致它们都无法继续执行时,就发生了死锁。为了避免死锁,需要合理设计线程的资源获取顺序,以及使用超时和回滚策略。
理解并熟练运用Java的多线程技术是编写高效并发程序的关键,这包括正确管理共享资源、有效地进行线程同步以及避免和解决并发问题。通过掌握这两种线程创建方式,以及相关的控制和同步机制,开发者可以构建出更加灵活和可靠的多线程应用。
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