Java 多线程核心概念与机制总结

Java 多线程核心概念与机制总结

1. 进程和线程的概念

• 进程：正在运行的程序实例。
• 线程：进程中负责程序执行的执行路径，一个进程可包含多个线程。

2. JVM 中的多线程体现

• 主线程
• 垃圾回收线程
• 自定义线程

3. 多线程的使用场景与目的

• 场景：需要多部分代码同时执行时。
• 目的：提高程序执行效率，充分利用 CPU 资源。

4. 创建线程的两种方式

• 继承 Thread 类
  • 步骤：定义子类继承 Thread，重写 run 方法，实例化并调用 start 方法。
• 实现 Runnable 接口
  • 步骤：定义类实现 Runnable 接口，实现 run 方法，将实例传递给 Thread 构造器，调用 start 方法。

5. 线程的 5 种状态

• 新建 (New)：线程被创建但未启动。
• 运行 (Runnable)：拥有执行资格和权限。
• 阻塞 (Blocked)：释放执行权和锁，等待获取锁。
• 等待 (Waiting)：有执行资格但无执行权，等待其他线程通知。
• 终止 (Terminated)：线程结束，无执行资格和权限。

6. 线程安全问题

• 原因：多个线程操作共享数据；操作共享数据的代码有多条指令。
• 解决思想：封装共享数据，确保同一时刻只有一个线程执行相关代码。
• 实现方式：synchronized 关键字。
• 同步前提：需考虑锁的粒度与竞争条件。
• 同步形式：
  • 同步函数：public synchronized void run() {}
  • 同步代码块：synchronized (lockObj) { ... }
• wait 和 sleep 的区别：
  1. wait 可指定时间也可不指定，sleep 必须指定时间。
  2. 在同步中，wait 释放执行权和锁，sleep 仅释放执行权不释放锁。

7. 线程间的通信（等待/唤醒机制）

• 概念：多个线程处理不同任务，但操作同一资源。
• 机制：使用锁对象上的 wait, notify, notifyAll 方法。
• 生产者/消费者：多生产多消费场景，使用 while 判断标记，配合 notifyAll 唤醒对方。

8. 停止线程的方式

• 原理：通过中断机制。
• 表现：调用 方法。