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Java线程基础

Java 在多线程编程方面提供了丰富的支持，使得并发编程相对容易和直观。在 Java 中，线程可以通过以下两种主要方式实现：

1. 继承 Thread 类

Java 提供了一个内建的类 java.lang.Thread，用户可以通过继承这个类并重写其 run() 方法来创建一个新的线程。以下是一个基本示例：

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

    public static void main(String[] args) {
        HelloThread t = new HelloThread();
        t.start();  // 启动线程
    }
}

在这个例子中，start() 方法被调用时，Java 虚拟机(JVM) 会在单独的调用栈中调用 run() 方法。这意味着 run() 方法的执行是异步的。

2. 实现 Runnable 接口

另一个创建线程的方式是实现 Runnable 接口。这种方式比继承 Thread 类更灵活，因为它允许你继续继承另一个类，同时也可以将线程的执行任务与 Thread 类的实现分离开。

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

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new HelloRunnable());
        thread.start();
    }
}

在这个示例中，HelloRunnable 类实现了 Runnable 接口的 run() 方法，并且通过一个 Thread 对象来启动线程。

线程的生命周期

Java 线程的生命周期包括以下几个阶段：

  • 新建（New）：创建后尚未启动的线程。
  • 就绪（Runnable）：线程已启动并准备运行，等待 CPU 调度。
  • 运行（Running）：线程正在 JVM 中运行。
  • 阻塞（Blocked）：线程被阻塞，无法继续执行，通常是因为正在等待 I/O、资源锁等。
  • 等待（Waiting）：线程进入等待状态，等待其他线程执行特定操作（如通知或中断）。
  • 超时等待（Timed Waiting）：类似于等待状态，但有最大时间限制。
  • 终止（Terminated）：线程的 run() 方法执行完毕或因异常退出运行。

线程的方法

以下是一些常用的 Thread 类方法：

  • start()：启动线程，使其进入就绪状态。
  • run()：定义线程执行的操作。
  • join()：等待调用此方法的线程结束。
  • sleep(long millis)：使当前运行的线程暂停指定的时间（以毫秒为单位）。
  • interrupt()：中断线程。
  • setPriority(int newPriority)：改变线程的优先级。
  • setName(String name)：设置线程的名称，有助于调试。

同步和锁

为了管理多个线程访问共享资源的情况，Java 提供了几种同步机制：

  • 同步方法：在方法签名前加上 synchronized 关键字，确保一次只有一个线程可以进入该方法。
  • 同步块：指定一个对象，一次只有一个线程可以执行该代码块。
  • volatile 关键字：确保变量的改变立即可见于其他线程，防止指令重排序。

这些是 Java 多线程编程的基础知识。掌握这些概念是理解更高级的并发控制技术和框架（如 java.util.concurrent 工具包）的基础。

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