Java多线程详解：概念、创建与同步

"Java多线程.ppt - 中国电信青海公司2018年计费日常需求项目软件开发合同培训文档" 在Java编程中，多线程是一个关键特性，它允许程序在同一时间执行多个任务，提高了应用程序的效率和响应性。Java多线程支持通过两种方式创建：继承`Thread`类或实现`Runnable`接口。理解多线程的概念对于构建高效并发应用至关重要。 1. **进程与线程** - **进程**：是操作系统中的一个执行实体，通常对应一个程序，拥有独立的内存空间和系统资源，可以同时运行多个程序。 - **线程**：是进程中执行的一条执行路径，它共享进程的内存空间和资源。线程间的切换开销较小，使得同一程序可以同时执行多个任务。 2. **线程的粒度与层次** - 进程和线程在抽象层次上有区别。进程由操作系统管理，而线程在一个进程内部运行，具有更细的粒度。 - 进程间的资源是独立的，而线程共享内存空间，这可能导致数据竞争和线程安全问题。 3. **多线程的优势** - **简化编程**：多线程有助于处理复杂的交互任务，如并发I/O操作。 - **提高吞吐量**：多线程可以充分利用多核处理器，实现计算任务的并行执行。 - **响应速度**：在等待某一任务完成时，其他线程可以继续执行，提升用户体验。 4. **线程调度** - **调度策略**：包括时间片轮转，其中每个线程获得一定的时间片来执行，以及抢占式调度，高优先级线程可以打断低优先级线程的执行。 - **Java的线程调度**：Java采用混合调度策略，同一优先级的线程按FIFO（先进先出）顺序执行，高优先级线程享有优先权。 5. **线程状态和线程控制** - 线程有多种状态，如新建、就绪、运行、阻塞和死亡。开发者可以通过`start()`方法启动线程，使用`suspend()`和`resume()`（已废弃）或`join()`进行同步，以及用`interrupt()`发送中断请求。 6. **同步与互斥** - **互斥**：确保同一时间只有一个线程访问共享资源，常通过`synchronized`关键字实现。 - **同步**：控制线程执行的顺序，防止数据不一致，可以使用`wait()`, `notify()`和`notifyAll()`方法，或使用`Lock`接口及其子类如`ReentrantLock`。 7. **死锁** - 死锁是指两个或更多线程相互等待对方释放资源，导致它们都无法继续执行的情况。避免死锁的关键是遵循正确的资源获取顺序和超时策略。 8. **线程安全** - 程序设计时要考虑线程安全，避免数据竞争和不一致。使用线程安全的数据结构（如`ConcurrentHashMap`）和同步机制（如`Collections.synchronizedMap()`）是实现线程安全的重要手段。 通过理解和熟练掌握这些概念，Java开发者能够有效地设计和实现并发程序，充分利用多核处理器的优势，构建高效、稳定的应用。