Java线程深入解析：启动、同步与线程池

"Java线程启动与管理-201701-邢晓兵分享" 在Java编程中，线程的管理和启动是多线程编程的重要组成部分。本分享主要涵盖了以下几个关键知识点： 1. **Java中的线程启动**： - 当我们调用一个线程对象的`start()`方法时，实际上是告诉JVM启动一个新的线程来执行该对象的`run()`方法。线程的启动并不是立即执行`run()`方法，而是将其放入操作系统的线程调度队列，等待CPU资源分配。 2. **进程状态**： - 在操作系统层面，线程属于进程的一部分，线程的启动涉及进程状态的转换。通常，进程会经历新建、就绪、运行、阻塞和终止等状态。 3. **上下文切换**： - 上下文切换是操作系统在不同线程间切换时保存和恢复执行状态的过程。这个过程包括寄存器、程序计数器和其他数据结构的保存，每次上下文切换大约需要11,373ns的时间，频繁切换可能导致性能下降。 4. **线程状态**： - Java线程有多种状态，包括新建、可运行、运行、阻塞、等待、时间片结束和终止。通过`Thread.State`枚举类来表示这些状态。 5. **Java中的线程终止**： - 有三种主要方式终止线程：正常完成`run()`方法、`stop()`（已废弃）、`interrupt()`以及设置退出码。 6. **独占性与可见性**： - 线程间的独占性是指某个线程对共享资源的独占访问，而可见性是指一个线程对共享数据的修改能够被其他线程看到。Java内存模型确保了可见性，但并发修改仍需同步机制如锁来保证独占性。 7. **AQS（AbstractQueuedSynchronizer）**： - AQS是一个抽象的同步队列，用于实现锁和同步原语。它维护了一个状态（state）和一个FIFO等待队列。`tryAcquire()`和`tryRelease()`用于独占锁的获取和释放，`tryAcquireShared()`和`tryReleaseShared()`则用于共享锁的管理。 8. **线程之间的协作-wait/notify机制**： - `wait()`、`notify()`和`notifyAll()`是Object类的方法，用于线程间的通信和协作。它们在同步块或同步方法中使用，使得线程可以等待条件满足后再继续执行。 9. **线程池**： - 线程池通过预先创建并管理一组线程来提高效率，避免频繁创建和销毁线程的开销。线程池适合处理大量短生命周期的任务，能有效减少上下文切换，但任务间的依赖可能影响性能。 10. **ConcurrentHashMap**： - 为了支持高并发读写，ConcurrentHashMap采用了分段锁机制，将数据分成多个段，每个段有自己的锁，这样在多线程环境下可以提高并发性能。 11. **锁的原则**： - 优化锁的使用包括尽量减少锁的持有时间、降低线程请求锁的频率以及尽可能使用无锁同步机制。 理解和熟练掌握这些知识点对于编写高效、安全的多线程Java程序至关重要。在实际开发中，根据任务的特性选择合适的线程管理策略，如线程池的配置，以及正确使用同步工具，是提升并发性能的关键。