Java多线程编程是实现并发执行任务的核心技术,以下是其基础知识的综合说明:
一、多线程基础概念
线程与进程 - 进程:
操作系统进行资源分配的基本单位,包含独立内存空间。
- 线程:进程中的执行单元,共享进程内存和资源,是CPU调度的基本单位。
单线程与多线程 - 单线程程序按顺序执行,多线程程序可同时执行多个任务,提高并发性。
并发与并行
- 并发: 多任务交替执行,通过时间片轮转实现。 - 并行
二、线程创建方式
继承Thread类 通过扩展Thread类并重写`run()`方法实现。
```java
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 执行任务");
}
}
```
优点:实现简单,但Java不支持多继承,子类无法再继承其他类。
实现Runnable接口
定义`run()`方法,通过`Thread`类构造函数传递实现类。
```java
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("Runnable 线程正在运行");
}
}
```
优点:避免单继承限制,更灵活。
三、线程启动与运行
使用`start()`方法启动线程,JVM会调用`run()`方法。
线程运行状态包括:新建、就绪、运行、阻塞、死亡。
四、线程同步与协作
同步机制
- synchronized: 用于保护共享资源,防止数据竞争。 - Lock接口
高级同步工具 - Phaser:
支持多阶段协作,如游戏匹配、分布式计算等场景。
- CountDownLatch/CyclicBarrier:用于线程间等待同步。
五、线程生命周期管理
通过`Thread.getState()`获取线程状态(如`RUNNABLE`、`BLOCKED`)。
使用`Thread.join()`实现线程间等待。
六、注意事项
推荐使用`Runnable`接口而非直接继承`Thread`类,以保持代码灵活性。
线程安全需通过同步机制保障,避免死锁和资源竞争。
以上内容覆盖了Java多线程的核心概念与实现方式,建议结合实际场景选择合适的设计模式(如线程池、并发集合)以提升性能与可维护性。