Java线程串行化详解与线程控制

本文档主要介绍了线程串行化及相关线程知识，包括线程的基础概念、创建方式、线程控制、同步与通信等。 在多线程编程中，线程串行化是指确保线程按照特定顺序执行，通常是为了避免数据竞争或保证特定操作的顺序。线程串行化可以通过`Thread`类提供的`join()`方法实现，让一个线程等待另一个线程完成后再继续执行。`join()`方法有两个重载形式，分别允许指定等待的时间或者精确到纳秒的时间间隔。 线程是程序中的一个执行流，它是进程内的一个执行单元。线程与进程的主要区别在于，进程拥有独立的代码和数据空间，而线程共享同一进程的资源，但每个线程有自己的程序计数器、系统栈和局部变量。多线程使得应用程序能够同时执行多个任务，提高了程序的并发性和执行效率。 创建线程有两种主要方式： 1. 实现`Runnable`接口：创建一个类实现`Runnable`，然后将该类的实例传入`Thread`构造函数，通过调用`Thread`对象的`start()`方法启动线程。这种方式更灵活，因为实现了`Runnable`的类还可以继承其他类。 2. 继承`Thread`类：直接创建一个`Thread`的子类，并重写`run()`方法，然后创建子类的实例并调用`start()`启动线程。这种方式限制了类的继承性，因为`Thread`已经是最终类。 线程的状态主要包括新建、就绪、运行、阻塞和终止。当线程创建后未调用`start()`，处于新建状态；调用`start()`后，线程进入就绪状态，等待CPU分配时间片；获得CPU时间的线程进入运行状态；在执行过程中，线程可能因IO操作、同步机制等原因被阻塞；当线程执行完毕或被显式中断，线程进入终止状态。 线程控制包括线程状态转换、线程优先级设定以及线程的休眠等。线程同步是解决临界资源问题的关键，Java提供了多种同步机制，如`synchronized`关键字、`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法，以及`Lock`接口和相关的实现类，如`ReentrantLock`。此外，还有死锁的概念，它发生在两个或更多线程互相等待对方释放资源，导致无法继续执行的情况。 线程间的通信可以通过`wait()`, `notify()`和`notifyAll()`方法实现，这些方法必须在同步块或同步方法中使用，以防止信号丢失和死锁的发生。正确使用这些方法可以协调线程间的执行顺序，实现数据的共享和传递。 理解和掌握线程串行化及线程管理是开发高效并发程序的基础，有助于避免并发问题，提高程序的稳定性和性能。