多线程漫谈(上)：Thread与Runnable

1. 线程的概念

在计算机科学中，线程是一个执行流，它是操作系统进行CPU分配的基本单位。通常，线程由CPU、寄存器和堆栈组成，并共享进程的内存空间和其他资源。

在Java中，线程是通过java.lang.Thread类来创建和管理的。Thread类提供了许多方法来控制线程的生命周期，例如start(),run()和join()。

2. 创建线程

创建线程有两种主要方法：

• 扩展Thread类。
• 实现Runnable接口。

3. 扩展Thread类

扩展Thread类是创建线程的传统方式。为此，您需要创建一个新的类，该类扩展Thread类并重写run()方法。run()方法包含要由线程执行的代码。

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("Hello from a thread!");
    }
}

然后，您可以通过调用start()方法来启动线程。

MyThread thread = new MyThread();
thread.start();

4. 实现Runnable接口

实现Runnable接口是创建线程的另一种方式。为此，您需要创建一个新的类，该类实现Runnable接口并实现run()方法。run()方法包含要由线程执行的代码。

public class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        System.out.println("Hello from a runnable!");
    }
}

然后，您可以通过调用Thread类的start()方法来启动线程。

Runnable runnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start();

5. 线程的生命周期

线程的生命周期分为以下几个阶段：

• 新建 ：这是线程的初始状态。
• 可运行 ：线程已准备好运行，但尚未执行。
• 运行 ：线程正在执行。
• 阻塞 ：线程正在等待资源，例如I/O操作完成。
• 死亡 ：线程已完成执行或已终止。

6. 线程同步

当多个线程访问共享资源时，可能会发生线程同步问题。例如，如果两个线程同时尝试更新同一个变量，则可能会导致数据损坏。

为了避免线程同步问题，可以使用锁。锁是一种机制，它允许一个线程一次访问共享资源。

在Java中，可以使用synchronized来创建锁。synchronized关键字可以用于方法或代码块。当一个线程进入一个synchronized方法或代码块时，它将获得对该方法或代码块的锁。其他线程将无法访问该方法或代码块，直到持有锁的线程释放锁。

7. 线程通信

线程可以通过以下方式进行通信：

• 共享内存 ：线程可以共享相同的内存空间。这意味着一个线程对内存空间所做的更改对其他线程都是可见的。
• 消息传递 ：线程可以通过消息传递进行通信。消息传递是一种机制，它允许一个线程向另一个线程发送消息。
• 管道 ：线程可以通过管道进行通信。管道是一种机制，它允许一个线程向另一个线程发送数据。

8. 线程调度

线程调度程序负责决定哪个线程将在某个特定时刻执行。线程调度程序可以使用各种算法来做出此决定。

在Java中，线程调度程序是操作系统的一部分。线程调度程序使用一种称为分时复用(Time Sharing)的算法来调度线程。分时复用算法将每个线程分配一个时间片。当一个线程的时间片用尽时，线程调度程序将切换到另一个线程。

9. 总结

线程是Java语言开发过程中的一个重要概念。线程可以用来并发执行多个任务，从而提高程序的效率。线程的使用可以使程序更加复杂，但同时也使程序更加灵活和强大。