Java线程与多线程技术详解

"Java线程及多线程技术及应用" 在Java编程中，线程和多线程是实现并发执行的关键技术，它们允许程序在单个或多个CPU核心上同时执行不同或相同的任务，从而提高了系统的响应速度和资源利用率。下面我们将详细探讨Java线程的基本概念、特点、用途以及如何创建和启动线程。 1. **线程基础** - **进程与线程**：进程是操作系统中运行的应用程序，拥有独立的资源，而线程是进程中的一个执行单元，它共享进程的资源。在Java中，程序运行始于一个主线程，可以创建多个子线程协同工作。 - **重量级与轻量级**：进程作为重量级组件，创建和销毁成本较高；而线程作为轻量级组件，创建和销毁更为快速。 2. **线程特点** - **非独立存在**：线程不能独立于进程存在，不能直接从磁盘运行。 - **共享内存**：线程间可以共享同一进程的内存空间，包括代码和数据。 - **用途广泛**：线程常用于动画播放、初始化工作、并发执行以实现复杂功能。 3. **多线程优点** - **缓解性能瓶颈**：多线程使得程序能够并行操作，提高系统整体性能。 - **CPU利用率**：多线程通过优先级管理，可以优先处理重要任务，提升处理器效率，尤其在多CPU系统中，能实现真正的并行处理。 4. **线程创建与启动** - **创建方式**：有两种主要方式，一是继承`java.lang.Thread`类，二是实现`java.lang.Runnable`接口。两种方式都需要重写`run()`方法来定义线程的行为。 - **启动线程**：调用`start()`方法启动线程，线程会自动调用`run()`执行任务。 - **线程控制**：`sleep(long ms)`方法使线程暂停指定毫秒，释放CPU资源。 5. **示例代码** ```java package com.px1987.j2se.thread.base; public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { while (true) { System.out.println("invoked by " + this.getName()); } } public static void main(String[] args) { MyThread thread1 = new MyThread(); thread1.setName("Thread-1"); thread1.start(); MyThread thread2 = new MyThread(); thread2.setName("Thread-2"); thread2.start(); } } ``` 在这个例子中，我们创建了两个`MyThread`的实例，并分别命名为`Thread-1`和`Thread-2`。当调用`start()`方法时，这两个线程将开始并发执行，打印各自的名字，展示线程并发工作的效果。 6. **线程安全** - **并发问题**：在多线程环境下，共享数据可能导致数据不一致，例如竞态条件、死锁等问题。Java提供了多种同步机制，如`synchronized`关键字、`Lock`接口以及`volatile`关键字，来确保线程安全。 7. **线程调度** - **线程优先级**：Java中的线程有优先级设置，可以通过`setPriority(int priority)`调整，但线程调度很大程度上依赖于操作系统的调度策略。 8. **线程状态** - Java线程有五种基本状态：新建、就绪、运行、阻塞和终止。理解这些状态有助于调试和优化多线程程序。 总结，Java线程和多线程技术是Java开发中的重要组成部分，理解和掌握这些概念、特性和实践技巧对于编写高效、安全的并发程序至关重要。通过合理利用多线程，开发者可以构建出更加灵活、响应迅速的应用程序。