全面掌握Java并发编程：线程与等待通知机制详解

资源摘要信息:"03、从0开始深入理解并发、线程与等待通知机制（下）" 在深入探讨并发编程时，线程是实现并发执行的基本单位。Java作为一门广泛使用的编程语言，在支持并发编程方面提供了丰富的API和机制。本部分将继续深入分析并发、线程以及等待通知机制的相关知识点。 首先，了解并发编程的基本概念是必须的。并发编程允许同时运行多个操作，它在多核处理器上可以显著提高程序性能。然而，并发编程引入了复杂性，例如线程间的协作、资源共享、竞争条件以及死锁等问题。 Java中的线程可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建。每个Java程序至少有一个线程，即主执行线程。当运行Java程序时，JVM启动一个主线程来执行main方法中的代码。用户可以通过创建线程对象来启动新的线程，每个线程都会拥有自己的调用栈。 并发编程的核心问题之一是线程间的同步。当多个线程访问共享资源时，需要确保数据的一致性和完整性。Java提供了多种同步机制，包括synchronized关键字、volatile关键字、Lock接口以及原子变量等。 等待通知机制是Java并发包中的一个重要概念，它允许线程间通信。通过使用Object类中的wait()、notify()和notifyAll()方法，线程可以互相协调。当线程执行到wait()方法时，它会释放对象的锁，并进入等待状态。其他线程可以通过调用该对象的notify()或notifyAll()方法来唤醒等待的线程。Java 5之后，提供了更高级的并发工具类，如Condition接口，它提供了更多的灵活性和功能，用于替代Object的wait/notify机制。 线程池是并发编程中的另一个重要概念。线程池可以有效管理线程的生命周期，重用线程，减少资源消耗，并且可以有效控制并发数。Java的Executor框架提供了一套规范，用于执行异步任务，它隐藏了线程管理的细节。ExecutorService接口是执行线程池操作的核心接口，它支持提交Callable和Runnable任务，并且可以获取任务执行的结果。 Java中的并发工具类还包括了诸如CyclicBarrier、Semaphore、CountDownLatch和Exchanger等，这些工具类解决了在并发编程中常见的特定问题。例如，CountDownLatch用于某个线程等待其他线程完成指定数量的工作后才继续执行；Semaphore用于限制进入某个共享资源的线程数量，从而控制并发访问。 在编写多线程程序时，也需要注意避免线程安全问题，比如使用不当的同步可能会导致死锁。死锁是指两个或多个线程在执行过程中因争夺资源而无限期地相互等待。编写线程安全代码需要遵循一些基本原则，如最小化同步的范围、避免多个锁的嵌套锁定等。 此外，随着计算机架构的发展，多核处理器变得越来越普及，因此编写并行程序变得更加重要。Java提供了并行流（parallel streams）来简化并行处理，并且在JVM级别提供了对并行执行的优化支持。 以上概念和知识点是理解和实践Java并发编程的基础。通过深入学习和应用这些机制，开发者可以编写出更加高效、稳定和易于维护的多线程程序。