简介
Java多线程是Java语言中非常重要的一个特性，它可以让我们同时执行多个任务，提高程序的性能和效率。但是，多线程编程也是比较复杂和容易出错的。本篇博客将深入探讨Java多线程的一些重要概念和技巧，帮助读者更好地理解和应用多线程。
线程与进程
在开始深入讨论Java多线程之前，我们首先要了解线程和进程的概念。
- 进程：是指正在执行中的程序。每个进程都有自己独立的内存空间和系统资源。
- 线程：是进程中的一个执行流程。一个进程可以有多个线程，线程共享进程的内存空间和系统资源。
相比于进程，线程的开销较小，线程之间的切换更加快速，因此多线程可以提高程序的响应性和并发能力。
创建线程的方式
在Java中，创建线程有两种常用的方式：
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口
继承Thread类
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
// 线程执行的代码逻辑
}
}
// 创建并启动线程
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
实现Runnable接口
public class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
// 线程执行的代码逻辑
}
}
// 创建并启动线程
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
thread.start();
相比于继承Thread类，实现Runnable接口更为常用。因为Java是单继承的，如果已经继承了其他的类，就无法再继承Thread类。而实现Runnable接口则没有这个限制。
线程同步和互斥
在多线程编程中，线程同步和互斥是非常重要的概念。当多个线程共享一段代码块或数据时，可能会导致数据的不一致性和并发问题。为了保证线程安全，我们需要使用同步机制来控制多个线程的访问。
synchronized关键字
Java提供了synchronized关键字来实现线程同步和互斥。我们可以使用synchronized关键字来修饰需要同步的代码块或方法。
public synchronized void synchronizedMethod() {
// 需要同步的代码块
}
synchronized (this) {
// 需要同步的代码块
}
Lock接口
除了synchronized关键字外，Java还提供了Lock接口，它是一种更为灵活和可控的同步机制。相比于synchronized关键字，Lock接口提供了更细粒度的锁控制。
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
// 需要同步的代码块
} finally {
lock.unlock();
}
Lock接口的使用需要手动加锁和释放锁，因此需要注意在使用中遵循加锁和释放锁的规则，避免死锁和其他并发问题。
线程池
线程池是一种重用线程的机制，在实际应用中广泛使用。它通过将线程的创建、启动和销毁的操作交给线程池来管理，可以提高线程的利用率并且降低线程创建和销毁的开销。
Java中的线程池由Executor和ExecutorService两个接口定义，ThreadPoolExecutor是常用的线程池实现类。
创建线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
上述代码创建了一个固定大小为10的线程池，该线程池可以同时执行10个任务。
提交任务
executor.submit(new Runnable() {
public void run() {
// 任务执行的代码逻辑
}
});
使用submit()方法可以向线程池提交一个任务，线程池会自动分配线程来执行任务。
关闭线程池
executor.shutdown();
使用shutdown()方法可以优雅地关闭线程池，等待正在执行的任务完成后再关闭线程池。
线程间的通信
多个线程之间需要进行通信的场景是非常常见的。Java提供了几种方式可以实现线程间的通信。
wait()和notify()
通过使用synchronized关键字配合wait()和notify()方法，可以实现线程间的等待和通知机制。
public synchronized void produce() {
while (count == MAX_COUNT) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 生产产品的代码逻辑
notifyAll();
}
public synchronized void consume() {
while (count == 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 消费产品的代码逻辑
notifyAll();
}
在上述代码中，当产品数量达到最大值时，生产线程会调用wait()方法进行等待；当产品数量为0时，消费线程会调用wait()方法进行等待。当生产线程生产了产品后，会调用notifyAll()方法唤醒消费线程；当消费线程消费了产品后，会调用notifyAll()方法唤醒生产线程。
Condition接口
Java的Lock接口提供了Condition接口来实现线程间的等待和通知。
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
try {
lock.lock();
while (count == 0) {
condition.await();
}
// 消费产品的代码逻辑
condition.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
总结
本篇博客深入探讨了Java多线程的一些重要概念和技巧，包括线程与进程的关系、创建线程的方式、线程同步和互斥、线程池和线程间的通信等。希望通过本篇博客，读者能够更好地理解和应用Java多线程，提高程序的性能和效率。
本文来自极简博客，作者：糖果女孩，转载请注明原文链接：深入了解Java多线程
