"Java线程相关的学习笔记,适合新手入门,涵盖了线程的基本概念和Java中线程的创建与启动方法。"
在计算机科学中,线程是操作系统调度的基本单位,它代表了程序的执行流。Java作为一种多线程语言,提供了对线程的全面支持。在操作系统层面,进程是指执行中的应用程序,每个进程拥有独立的内存空间,而线程则是进程内部的执行单元,它们共享进程的内存。
Java中的线程有两种主要的创建方式:
1. **扩展`java.lang.Thread`类**:通过创建Thread类的子类,并重写`run()`方法,这个`run()`方法包含了线程需要执行的逻辑。当你创建子类的实例并调用`start()`方法时,新的线程就会开始执行`run()`方法。
2. **实现`java.lang.Runnable`接口**:如果你的类已经继承了另一个类,无法再直接继承Thread,你可以选择实现Runnable接口。创建一个实现了Runnable的类,然后在创建Thread对象时传入该Runnable实例,调用Thread的`start()`方法同样会在新线程中执行`run()`方法。
除了这两种方式外,Java 5及以上版本还引入了`java.util.concurrent`包,提供了`ExecutorService`和`Future`等高级并发工具,简化了线程的管理和控制。
Java中的线程分为两类:
- **用户线程**:由用户程序创建和管理,当所有用户线程结束时,Java虚拟机(JVM)会自动关闭。这些线程执行应用程序的逻辑,是程序的主要组成部分。
- **守护线程(Daemon Thread)**:如垃圾收集器就是典型的守护线程,它们在后台运行,提供必要的服务,不阻止JVM的退出。只有当所有的非守护线程都结束时,JVM才会停止守护线程并退出。
主线程是每个Java应用的起点,从`main()`方法开始执行。创建新线程会产生一个新的调用栈,这意味着每个线程都有自己的局部变量和方法调用记录。线程的并发执行给人一种“同时”进行的错觉,实际上是通过CPU的快速切换来实现的。
理解线程的生命周期和同步机制也很重要,包括线程的启动(`start()`)、运行(`run()`)、阻塞(例如通过`synchronized`关键字或`wait()`方法)、恢复(`notify()`或`notifyAll()`)和终止(`stop()`,但不推荐使用,因为不安全,通常使用`interrupt()`)。此外,线程间的通信和协作可以通过`wait()`, `notify()`和`notifyAll()`等方法,以及`java.util.concurrent`包提供的高级工具如`Semaphore`、`CyclicBarrier`和`CountDownLatch`等。
在编写多线程程序时,需要注意线程安全问题,避免数据竞争和死锁。Java提供了多种同步机制,如`synchronized`关键字、`volatile`变量、`java.util.concurrent.locks`包中的锁(如`ReentrantLock`)以及原子变量(`AtomicXXX`类)来保证数据一致性。
理解和掌握Java线程是开发高效并发程序的关键,对于新手来说,从基本概念开始,逐步学习线程的创建、管理以及同步机制,是成为熟练的Java开发者的重要步骤。