Java 多线程

Java 线程问题总结

1. 线程的基本概念

• 线程：线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。
• 进程：进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。

2. 创建线程的方式

• 继承Thread类：直接继承Thread类，并重写run()方法。

  public class MyThread extends Thread {
      @Override
      public void run() {
          // 线程执行的代码
      }
  }

• 实现Runnable接口：实现Runnable接口，并实现run()方法，然后将该实例传递给Thread构造函数。

  public class MyRunnable implements Runnable {
      @Override
      public void run() {
          // 线程执行的代码
      }
  }
  
  Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
  thread.start();

• 使用Callable和Future：实现Callable接口，可以返回一个值，并且可以抛出异常。

  public class MyCallable implements Callable<String> {
      @Override
      public String call() throws Exception {
          return "Result";
      }
  }
  
  ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
  Future<String> future = executor.submit(new MyCallable());
  String result = future.get(); // 阻塞等待结果

3. 线程的状态

• 新建（New）：线程对象被创建，但尚未调用start()方法。
• 就绪（Runnable）：线程调用了start()方法，等待CPU调度。
• 运行（Running）：线程获得CPU时间片，正在执行。
• 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待I/O操作、调用wait()方法）暂时停止运行。
• 等待（Waiting）：线程调用wait()方法或join()方法，等待其他线程的通知。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程调用sleep()方法或带有超时的wait()方法，等待指定的时间。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被中断。

4. 线程的常用方法

• start()：启动线程，使其进入就绪状态。
• run()：线程的执行体。
• sleep(long millis)：使当前线程暂停执行指定的时间。
• join()：等待该线程终止。
• yield()：暂停当前线程，让其他线程有机会执行。
• interrupt()：中断线程。
• isInterrupted()：测试线程是否被中断。
• interrupted()：测试当前线程是否被中断，并清除中断状态。

5. 线程同步

• synchronized关键字：用于同步方法或代码块，确保同一时间只有一个线程可以执行该代码。

  public synchronized void method() {
      // 同步方法
  }
  
  public void method() {
      synchronized (this) {
          // 同步代码块
      }
  }

• Lock接口：提供比synchronized更灵活的锁操作。

  Lock lock = new ReentrantLock();
  lock.lock();
  try {
      // 需要同步的代码
  } finally {
      lock.unlock();
  }

6. 线程通信

• wait()和notify()方法：用于线程间的通信，必须在synchronized块中使用。

  synchronized (lock) {
      lock.wait(); // 使当前线程等待
      lock.notify(); // 唤醒一个等待的线程
      lock.notifyAll(); // 唤醒所有等待的线程
  }

7. 线程池

• Executor框架：用于管理线程的创建、调度和销毁。

  ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
  executor.submit(() -> {
      // 线程执行的代码
  });
  executor.shutdown();