Java多线程基础：实现方式与线程管理

"java 多线程的基础知识" Java多线程是编程中不可或缺的一部分，尤其在服务器端开发和高并发场景下，多线程技术能够有效地利用系统资源，提高程序的执行效率。以下是对Java多线程基础知识的详细阐述。 ### 进程与线程 **进程** 是操作系统资源分配的基本单位，它代表一个正在运行的程序。每个进程都有独立的内存空间和系统资源。当一个程序被执行时，操作系统会为其分配一个进程，以便管理其资源和生命周期。 **线程** 是进程中的一个执行路径，是CPU调度和执行的最小单位。在一个进程中可以有多个线程共享进程的资源，比如内存空间。单线程进程只有一个执行路径，而多线程进程则可以同时执行多个任务。 ### 实现多线程 在Java中，有两种主要的方式来创建和管理线程： #### 1.1 继承Thread类 要创建一个自定义线程，你可以定义一个新的类，让它继承自`Thread`类。然后重写`run()`方法，该方法包含线程执行的具体代码。创建线程对象后，通过调用`start()`方法启动线程。下面是一个简单的示例： ```java public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(i); } } } public class MyThreadDemo { public static void main(String[] args) { MyThread my1 = new MyThread(); MyThread my2 = new MyThread(); // 不推荐直接调用 run() // my1.run(); // my2.run(); // 启动线程 my1.start(); my2.start(); } } ``` 这里，`start()`方法会使得线程开始执行，Java虚拟机（JVM）会自动调用`run()`方法。直接调用`run()`方法则不会创建新线程，而是作为当前线程的一部分顺序执行。 #### 1.2 实现Runnable接口 另一种方式是定义一个实现`Runnable`接口的类，然后将这个类的实例传递给`Thread`类的构造函数。这种方法更灵活，因为Java不支持多重继承，但可以实现多个接口。基本步骤如下： ```java public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { // 线程执行代码 } } public class RunnableDemo { public static void main(String[] args) { Runnable task = new MyRunnable(); Thread thread1 = new Thread(task); Thread thread2 = new Thread(task); thread1.start(); thread2.start(); } } ``` #### 1.3 设置和获取线程名称 线程可以通过`setName()`方法设置名称，方便识别和调试。默认情况下，线程会有一个默认的名称，如"Thread-0"。通过`getName()`方法可以获取线程的当前名称。 ```java thread.setName("MyCustomThread"); String threadName = thread.getName(); ``` ### 线程同步与通信 在多线程环境下，线程安全是必须考虑的问题。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`。这些机制用于控制对共享资源的访问，避免数据不一致性和死锁等问题。 ### 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。了解这些状态有助于分析和优化多线程程序。 ### 线程优先级 Java允许设置线程的优先级，通过`setPriority()`方法可以调整线程的执行优先级。优先级高的线程在调度上可能会得到更多的机会，但并不保证绝对的优先执行。 ### 线程池 在实际开发中，通常使用`ExecutorService`和`ThreadPoolExecutor`来管理线程，以提高性能和资源利用率。线程池可以预先创建一定数量的线程，避免频繁创建和销毁线程的开销。 Java多线程提供了丰富的工具和机制来创建、管理和同步线程，开发者可以根据具体需求选择合适的方法来实现并发和并行计算，提高程序的效率和响应性。理解和掌握这些基础知识是成为一个熟练的Java程序员的关键一步。