Java线程调度与多线程概念详解

Java线程是Java编程中的核心概念，它允许在单个进程中并发执行多个任务，提高程序的执行效率。Java通过JavaThread类实现了线程的创建和管理。调度策略在Java中主要分为两种： 1. 时间片（Time-Slicing）：这是一种公平的调度策略，同优先级的线程被组织成先进先出（First-In-First-Out, FIFO）队列，每个线程按照预定的时间片轮换使用CPU资源。这样可以确保所有线程都有机会运行，但不是无限期的独占。 2. 抢占式优先级调度：对于高优先级的线程，Java采用抢占式策略，一旦有更高优先级的线程就绪，会立即抢占CPU，即使当前线程的执行时间片未用完。这使得紧急或关键任务能够得到更快的响应。 在Java中实现线程有两种主要方式： - 继承Thread类：创建新的线程类并重写run()方法。 - 实现Runnable接口：创建一个实现了Runnable接口的类，然后将其作为Thread构造函数的参数创建Thread对象。 关于线程生命周期，它包括以下状态： - 新建（New）：线程被创建但尚未开始执行。 - 运行（Runnable）：线程获得了CPU资源开始执行run()方法。 - 阻塞（Blocked）：线程因等待某个事件（如I/O操作完成）而暂停执行。 - 等待（Waiting）：线程在另一个线程调用wait()后进入此状态，直到被唤醒。 - 超时等待（Timed Waiting）：类似等待，但设置了超时时间。 - 已死亡（Terminated）：线程执行完毕或者被强制停止。 Java提供了一些方法来控制线程行为： - Thread.sleep()：让当前线程休眠一段时间，不会抢占CPU。 - Thread.yield()：请求当前线程让出CPU给其他线程，但不保证立即切换。 同步机制是防止多线程并发修改共享资源时出现数据不一致的重要手段。Java的synchronized关键字用于控制代码块或方法的访问，确保在任何时候只有一个线程能访问受保护的代码。另外，wait(), notify(), 和 notifyAll() 方法用于线程间的协作，它们配合使用可以实现更复杂的同步效果。 进程与线程的区别主要在于： - 进程是操作系统层面的实体，每个进程拥有独立的地址空间和资源，彼此之间相对独立。 - 线程是程序内部的执行单元，一个进程可以包含多个线程，共享相同的内存空间，线程间可能存在数据竞争。 在实践中，多线程技术被广泛应用于并发编程，如IO密集型任务（如网络通信、文件读写）、任务分发、用户界面响应等。理解线程调度、同步和线程间通信对于编写高效的并发代码至关重要。最后，通过课程练习，比如模拟售票系统，可以深入理解线程管理和并发控制的复杂性。