Java多线程详解：创建、使用与同步通信

"多线程参考资料" 在计算机科学中，多线程是一种程序设计范式，它允许多个任务在单个程序中并发执行。Java 是支持多线程编程的语言之一，提供了多种创建和管理线程的方法。本资料主要由讲师宋红康讲解，涵盖了Java中多线程的基础概念、创建与启动、线程调度、生命周期以及同步和通信。 1. **程序、进程与线程** - **程序**：一组指令的集合，静态的代码。 - **进程**：程序的一次执行实例，具有独立的内存空间，动态过程，可以包含多个线程。 - **线程**：进程内的执行路径，更细粒度的执行单元，允许一个进程中同时进行多个任务。 2. **Java中的多线程** - 每个Java程序都默认有一个主线程，即main方法所在的线程。 - 多线程用于实现并发执行任务，例如用户输入、I/O操作、网络通信或后台服务。 3. **线程的创建和启动** - **继承Thread类**：创建一个新的类，继承自Thread类，重写run()方法，然后创建该类的实例并调用start()方法启动线程。 - **实现Runnable接口**：创建一个实现Runnable接口的类，实现run()方法，然后将Runnable对象作为参数传递给Thread类的构造函数，创建Thread实例并调用start()方法。 4. **Thread类的方法** - `run()`：线程执行的主要逻辑，线程体。 - `start()`：启动线程，会自动调用run()方法。 - `sleep(long milliseconds)`：使当前线程暂停执行指定的毫秒数。 - `join()`：等待该线程结束再继续执行。 - `yield()`：让当前线程暂停，让其他线程有机会执行。 - `interrupt()`：中断线程，但不一定立即停止，需要在run()方法中检查中断标志并适当响应。 5. **线程调度** - **线程调度器**：操作系统负责线程的调度，有抢占式调度和协作式调度。 - **线程优先级**：Java提供1-10的优先级，数值越大优先级越高，但不保证高优先级线程一定先执行。 6. **线程的生命周期** - 新建（New）：线程被创建但未启动。 - 运行（Runnable）：start()方法已调用，等待CPU分配时间片。 - 阻塞（Blocked）：线程因等待资源或锁而暂停。 - 等待（Waiting）：线程等待其他线程的通知，如join()或wait()。 - 完成（Terminated）：线程执行完毕或被中断。 7. **线程同步** - **同步机制**：避免多个线程同时访问共享资源，防止数据不一致。 - **synchronized**：关键字用于锁定代码块或方法，确保同一时间只有一个线程执行。 - **volatile**：修饰变量，确保多线程环境下的可见性和有序性。 - **wait(), notify(), notifyAll()**：Object类的方法，用于线程间的通信。 8. **线程通信** - **生产者-消费者模型**：使用队列实现数据交换，线程间通过wait()和notify()进行同步。 - **管程（Monitor）**：一种高级的线程同步机制，用于管理和控制线程的访问。 通过理解这些基础知识，开发者可以有效地利用多线程提升程序的执行效率，处理并发问题，并实现复杂的并发控制策略。在实际开发中，还需要考虑线程安全、死锁等问题，以确保程序的稳定性和性能。