Java中线程是并发执行的基本单元,通过Thread类或Runnable接口创建,start()启动后经历新建、就绪、运行、阻塞、等待、终止等状态;多线程共享堆内存但需同步机制如synchronized、volatile、ReentrantLock保障线程安全;线程间通过wait()/notify()/notifyAll()在synchronized块中实现协作,典型应用于生产者-消费者模型。
Java中线程的核心概念围绕着并发执行的基本单元展开,理解这些概念有助于编写高效、安全的多线程程序。
线程是程序执行的最小单位
在Java中,线程(Thread) 是进程内的一个执行流,多个线程可以共享同一进程的内存资源,如堆空间和全局变量。每个线程拥有独立的调用栈,但共用堆区,这使得线程间通信比进程间更高效。
Java通过 java.lang.Thread 类或实现 Runnable 接口来创建线程。启动线程使用 start() 方法,真正执行任务的是 run() 方法。
线程状态与生命周期
Java线程有六种状态:新建(New)、运行(Runnable)、阻塞(Blocked)、等待(Waiting)、超时等待(Timed Waiting)、终止(Terminated)。这些状态定义了线程在其生命周期中的行为变化。
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- 调用 start() 后线程进入就绪状态,等待CPU调度
- 执行过程中遇到 synchronized 锁被占用会进入阻塞状态
- 调用 wait()、join() 或 sleep() 等方法会进入等待或超时等待状态
线程安全与同步机制
当多个线程访问共享数据时,可能产生数据不一致问题,这就是线程安全问题。Java提供多种机制保障线程安全:
- synchronized 关键字可修饰方法或代码块,确保同一时刻只有一个线程执行临界区代码
- volatile 关键字保证变量的可见性,但不保证原子性
- java.util.concurrent.locks 包提供更灵活的锁机制,如 ReentrantLock
线程间通信
线程之间需要协作完成任务,Java通过 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法实现线程间的等待与唤醒机制,这些方法必须在 synchronized 块中调用。
例如生产者-消费者模型中,缓冲区满时生产者线程等待,消费者消费后通知生产者恢复执行。
基本上就这些。掌握线程的创建、状态转换、同步控制和通信方式,是理解和使用java多线程编程的基础。
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