Java 的多线程是一种允许在一个程序中同时运行多个线程的技术。每个线程是独立的执行路径,可以并发执行,从而提高程序的效率和响应能力。
Java 中的线程可以通过继承 类或实现 接口来创建和管理。
1.1 继承 类
方法包含线程执行的代码,而 方法用于启动新线程。
1.2 实现 接口
通过实现 接口的方式可以更灵活地共享资源。
线程在其生命周期中经历以下状态:
- 新建(New): 线程对象被创建,但还没有调用 方法。
- 就绪(Runnable): 线程对象调用了 方法,等待 CPU 调度。
- 运行(Running): 线程获得 CPU,开始执行 方法的代码。
- 阻塞(Blocked): 线程因为某种原因(如等待资源、睡眠)被挂起。
- 死亡(Dead): 线程执行完 方法,或者因异常退出。
Java 提供了一些方法来控制线程的执行:
- :让当前线程睡眠指定的毫秒数。
- :等待该线程终止,也就是说等待当前的线程结束, 才会继续执行下面的代码
- :暂停当前线程,让出 CPU 给其他线程。
- :中断线程。
多线程程序中可能会出现多个线程同时访问共享资源的情况,导致数据不一致的问题。为了解决这个问题,可以使用同步技术。
4.1. ReentrantLock
提供了比 更加灵活的锁机制,可以显式地锁定和解锁。
4.2. ReadWriteLock
提供了一对锁,一个用于读操作,一个用于写操作。这允许多个读线程同时访问共享资源,但在写线程访问时会独占锁。
4.3 synchronized
在方法前使用 关键字,确保同一时间只有一个线程可以执行该方法。
4.4 同步块
同步块可以更灵活地控制需要同步的代码块,而不是整个方法。
4.5 注意事项
下面代码中的写法, 不能保证同一时间只有一个线程可以执行该方法。
因为 4.3 和 4.4 中 的写法是根据 来保证同一时间只有一个线程可以执行, 但是他们的 是不同的。(把 "需要替换的" 换成注释上的就可以 "保证同一时间只有一个线程可以执行")
当然, 4.4 的代码也可以写成下面这样,这样他就是根据 这个对象来保证同步的, java中的对象都可以当作lock
Java 提供了 , , 方法来实现线程间的通信。
- :让当前线程等待,直到其他线程调用 或 。
- :唤醒一个正在等待的线程。
- :唤醒所有正在等待的线程。
使用线程池可以有效地管理和复用线程,减少创建和销毁线程的开销。Java 提供了 框架来管理线程池。
Java 提供了很多高级线程工具,如 , , 等,用于复杂的线程协调和同步。
7.1 Semaphore
信号量控制同时访问特定资源的线程数量。
7.2 CountDownLatch
允许一个或多个线程等待,直到在其他线程中执行的一组操作完成。
Java 多线程是一个强大且复杂的技术,需要深入理解和小心使用,以避免潜在的并发问题和死锁情况。通过合理地利用线程同步、线程通信和线程池等工具,可以编写高效且安全的多线程应用程序。
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