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java线程用法



  • 在Java中,线程(Thread)是并发编程的基本单元。线程允许一个程序执行多个任务(代码路径),从而提高效率和响应性。下面是对Java线程的详细介绍,包括概念、实现方法、线程的生命周期、常见的线程管理工具和最佳实践等。

1. 线程的基本概念

  • 进程与线程:
    • 进程是操作系统中执行的一个程序实例,拥有独立的内存空间。
    • 线程是进程中的一个执行单元,一个进程可以包含多个线程,这些线程共享进程的内存空间和资源。
  • 多线程的意义:
    • 并发:多线程可以让程序执行多个任务,提高应用程序的性能,尤其是在I/O密集型任务中,如文件读取、网络请求等。
    • 并行:在多核处理器上,多个线程可以同时在不同的CPU核心上运行,实现真正的并行处理。

2. 创建线程的两种方式

2.1 继承Thread类

通过继承Thread类并重写run()方法来定义线程,然后调用start()方法启动线程。

示例代码:

 
2.2 实现Runnable接口

通过实现Runnable接口的run()方法,然后将其传递给Thread对象并调用start()方法启动线程。这种方式更为灵活,因为它允许类继承其他类,同时实现多线程。

示例代码:

 

3. 线程的生命周期

Java中的线程在运行时经历不同的状态,每个状态都有特定的意义和作用。

  • 新建状态(New):线程对象被创建,但还未启动。
  • 就绪状态(Runnable):线程已经启动,等待CPU分配时间片执行。
  • 运行状态(Running):线程获得CPU时间片,正在执行run()方法中的代码。
  • 阻塞状态(Blocked/Waiting/Timed Waiting):线程因某种原因被阻塞,等待某个条件的满足(如等- 待锁释放、计时器到期等)。
  • 终止状态(Terminated):线程的run()方法执行完毕或因未捕获的异常而终止。

4. 线程的常见操作

4.1 线程休眠(sleep())

Thread.sleep(milliseconds)方法使当前线程暂停执行一段时间,但不释放锁。

示例代码:

 
4.2 线程等待(join())

join()方法在Java中用于线程间的协调和等待。它使一个线程等待另一个线程完成执行后才继续执行

示例代码:

 

解释:

  • thread.join()使得主线程在thread线程执行完之前不会继续执行。
  • 主线程在thread线程的run()方法执行完成后,才会继续执行System.out.println(“Thread has finished, main thread resumes.”);。
4.3 线程中断(interrupt())

interrupt()方法用于中断线程的执行,通常与InterruptedException结合使用。

示例代码:

 
4.4 线程优先级(setPriority())

线程的优先级决定了线程获得CPU时间片的机会大小。Java线程优先级范围从Thread.MIN_PRIORITY(1)到Thread.MAX_PRIORITY(10),默认优先级为Thread.NORM_PRIORITY(5)。

示例代码:

 

5. 线程同步与互斥

在多线程环境中,多个线程可能同时访问共享资源,为了避免数据不一致,需要对共享资源的访问进行同步控制。

5.1 同步块(synchronized)

synchronized关键字用于锁定一个方法或代码块,使得同一时间只有一个线程可以执行该方法或代码块。

示例代码:

 
5.2 线程通信(wait() 和 notify())

wait()和notify()/notifyAll()方法用于线程间的通信,通常与synchronized关键字结合使用,用来协调线程之间的合作。

示例代码:

 

6. 高级线程管理工具

6.1 ExecutorService

ExecutorService是Java并发库提供的一个高级线程池管理工具,允许开发者管理和复用线程。

示例代码:

 
6.2 ForkJoinPool

ForkJoinPool是Java 7引入的一个并行处理框架,特别适合处理大规模的任务分解与并行执行。

 

7. 总结

  • 线程创建:可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。
  • 线程生命周期:包括新建、就绪、运行、阻塞和终止状态。
  • 线程操作:包括线程休眠、线程中断和线程优先级的设置。
  • 线程同步:使用synchronized关键字来避免多个线程访问共享资源时产生冲突。
  • 线程通信:通过wait()和notify()等方法来实现线程间的协作。
  • 高级线程管理:ExecutorService和ForkJoinPool提供了更高级的线程管理和并行处理能力。

理解这些基本概念和操作是掌握Java多线程编程的基础,有助于提高程序的并发性和性能。

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备注:java

博主介绍:上海交大毕业,大厂资深Java后端工程师,
《Java全套学习资料》作者,
专注于系统架构设计和高并发解决方案和面试辅导
阿里云开发社区乘风者计划专家博主


                            

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