Java多线程知识详解：同步、锁与线程通信

"这篇文章除了介绍多线程的基本概念，还涵盖了线程的状态转换，以及两种创建线程的方式——继承Thread类和实现Runnable接口。文章深入讲解了synchronized关键字的功能，包括互斥锁、对象锁、可重入锁，并提到了其优缺点和使用策略。" 多线程编程是并发编程的基础，它允许程序在同一时间执行多个任务，从而提高了计算资源的利用率。在Java中，多线程主要用来解决资源共享和数据同步的问题。线程同步的目的是确保多个线程访问共享资源时的正确性和有序性，防止数据竞争和不一致。 线程状态的转换是理解线程行为的关键。一个线程从start()开始，进入runnable状态，意味着它可以被操作系统调度执行。一旦获得CPU资源，线程就进入running状态，执行其run()方法。线程可能会因为等待某个条件（如I/O操作完成或同步锁的释放）而进入wait状态，直到条件满足后才能继续执行。最终，当线程的任务执行完毕或遇到异常，线程将被停止（stop）。 单线程环境下，所有任务按照代码的顺序依次执行，没有并发。而在多线程环境中，任务可以异步执行，每个线程代表一个独立的执行流，它们的执行顺序由CPU调度决定，因此结果可能不可预测。 创建线程主要有两种方式。一是继承Thread类，重写run()方法，然后创建Thread对象并调用start()来启动新线程。另一种是实现Runnable接口，同样定义run()方法，但将Runnable对象传递给Thread构造器，然后启动Thread。后者的优势在于可以避免单继承的限制，便于设计更灵活的类结构。 synchronized关键字是Java中用于线程同步的关键工具，它提供了互斥锁机制。当一个线程进入synchronized代码块或方法时，会获取对应的锁，其他线程若尝试进入同一锁保护的区域，将被阻塞直到锁被释放。synchronized具有以下特性： 1. 互斥性：同一时刻只有一个线程能执行synchronized代码。 2. 可重入性：持有锁的线程可以再次进入已同步的代码块或方法。 3. 异常释放：如果在同步代码块内抛出异常，锁会自动释放。 4. 静态方法同步：使用synchronized修饰静态方法时，实际上是给对应的Class类对象上锁。 然而，过度使用synchronized可能导致线程阻塞，降低系统性能。为优化，可以使用同步代码块（synchronized(this)）来限制锁的作用范围，或者使用特定对象作为锁（synchronized(obj)），前提是obj在多个线程中被共享。需要注意的是，synchronized(this)和synchronized静态方法使用的是不同的锁，因此它们可以异步执行。 总结来说，多线程编程涉及到线程的创建、同步与通信，而synchronized是Java中实现线程同步的关键机制，它的正确使用对于保证多线程程序的正确性和性能至关重要。理解和掌握这些知识点是成为专业IT开发者的基础。