Java多线程编程基础之线程和多线程(Java多线程编程入门：线程与多线程基础详解)

一、线程的基本概念

在Java中，线程是程序执行的基本单元。线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。Java提供了Thread类来拥护线程的创建和管理。

二、创建线程的两种方法

Java提供了两种创建线程的方法：通过继承Thread类和实现Runnable接口。

1. 继承Thread类

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行的代码
    }
}
public static void main(String[] args) {
    MyThread myThread = new MyThread();
    myThread.start();
}

2. 实现Runnable接口

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行的代码
    }
}
public static void main(String[] args) {
    MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
    Thread thread = new Thread(myRunnable);
    thread.start();
}

三、线程的生命周期

线程的生命周期关键分为以下几个状态：新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、死亡（Terminated）。

• 新建：当创建一个线程时，它处于新建状态。此时线程尚未分配必要的资源。
• 就绪：线程调用start()方法后，进入就绪状态。此时线程已经准备好执行，等待CPU的调度。
• 运行：线程获取CPU资源后，进入运行状态。此时线程执行其run()方法中的代码。
• 阻塞：线程在执行过程中，因等待某些资源或条件而无法继续执行，进入阻塞状态。当资源或条件满足时，线程重新进入就绪状态。
• 死亡：线程执行完毕或因异常退出，进入死亡状态。此时线程已经终结，不再参与调度。

四、线程的同步

多线程环境下，多个线程大概同时访问共享资源，促使数据不一致或竞态条件。为了解决这个问题，Java提供了同步机制。

1. 同步方法

public synchronized void synchronizedMethod() {
    // 同步代码块
}

2. 同步代码块

public void synchronizedBlock() {
    synchronized (this) {
        // 同步代码块
    }
}

五、线程的通信

线程间的通信可以通过wait()、notify()和notifyAll()这三个方法实现。这三个方法属于Object类，故而所有Java对象都可以作为锁来使用。

1. wait()方法

当一个线程调用对象的wait()方法时，该线程进入等待状态，等待其他线程调用该对象的notify()或notifyAll()方法。

public void waitMethod() throws InterruptedException {
    synchronized (this) {
        this.wait();
    }
}

2. notify()方法

当一个线程调用对象的notify()方法时，它会唤醒在该对象上等待的一个线程。

public void notifyMethod() {
    synchronized (this) {
        this.notify();
    }
}

3. notifyAll()方法

当一个线程调用对象的notifyAll()方法时，它会唤醒在该对象上等待的所有线程。

public void notifyAllMethod() {
    synchronized (this) {
        this.notifyAll();
    }
}

六、线程池

线程池是一种管理线程的工具，它可以复用已创建的线程，减少线程创建和销毁的开销。Java提供了Executor框架来拥护线程池的使用。

1. 创建线程池

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);

2. 提交任务

executorService.submit(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 执行任务
    }
});

3. 关闭线程池

executorService.shutdown();

七、总结

本文详细介绍了Java多线程编程的基础知识，包括线程的创建、生命周期、同步、通信和线程池。掌握这些知识对于编写高效、稳定的多线程程序至关重要。

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