程序员眼中的Java多线程与人生：

2023-10-25 15:54:44

Java SE快学到头了，回头看看确实收获颇丰。作为一名技术人员，我们务必熟练掌握Java多线程的相关概念和应用，在开发过程中做到游刃有余。本文将从线程概述、线程的创建、线程的调度、线程的同步、线程的生命周期等多个角度，详细地探索Java多线程的各个方面，使读者能够对多线程有一个更加深入的理解和掌握。

1. 线程概述

1.1 进程

进程是计算机运行的基本单位，它由程序、数据和堆栈组成。一个程序可以包含多个线程，而一个线程只能属于一个进程。

1.2 线程

线程是进程中的一个执行单元，它是程序执行的最小单位。一个线程可以独立地运行，也可以与其他线程并发地运行。

1.3 线程的特点

独立性： 线程可以独立地运行，不受其他线程的影响。
并发性： 线程可以与其他线程并发地运行，即同时运行。
共享性： 线程共享进程的资源，如内存、文件和I/O设备。

2. 线程的创建

2.1 Thread 类实现多线程

2.1.1 Thread 类介绍

Thread类是Java中用于创建和管理线程的类。它提供了很多方法，可以用于创建、启动、暂停、恢复和停止线程。

2.1.2 Thread 类实现多线程

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 要执行的任务
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start();
    }
}

2.2 Runnable 接口实现多线程

2.2.1 Runnable 接口介绍

Runnable接口是一个函数式接口，它只有一个方法run()，用于定义线程要执行的任务。

2.2.2 Runnable 接口实现多线程

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 要执行的任务
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable runnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
    }
}

2.3 Callable 接口实现多线程

2.3.1 Callable 接口介绍

Callable接口是一个函数式接口，它有一个方法call()，用于定义线程要执行的任务。call()方法可以返回一个结果。

2.3.2 Callable 接口实现多线程

public class MyCallable implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() {
        // 要执行的任务
        return 1;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyCallable callable = new MyCallable();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();

        try {
            Integer result = futureTask.get();
            System.out.println(result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3. 线程的调度

线程的调度是由操作系统完成的。操作系统会根据一定的算法，将线程分配到不同的CPU核上运行。常见的调度算法有：

先来先服务调度算法（FCFS）： 先提交的线程先运行。
时间片轮转调度算法（RR）： 每个线程分配一个时间片，时间片用完后，线程会被挂起，等待下一次调度。
优先级调度算法： 线程被赋予不同的优先级，优先级高的线程先运行。

4. 线程的同步

线程的同步是指多个线程同时访问共享资源时，为了避免数据不一致而采取的措施。常见的线程同步机制有：

互斥锁（Mutex）： 互斥锁是一个二进制信号量，它只能处于两种状态：加锁和解锁。当一个线程获得互斥锁后，其他线程就不能访问共享资源，直到该线程释放互斥锁。
条件变量（Condition Variable）： 条件变量是一个等待队列，当一个线程满足某个条件时，它可以进入等待队列，等待其他线程唤醒它。
信号量（Semaphore）： 信号量是一个整数变量，它表示共享资源的数量。当一个线程想要访问共享资源时，它必须先获得信号量。如果信号量为0，则该线程必须等待，直到信号量大于0。

5. 线程的生命周期

线程的生命周期包括以下几个阶段：