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发布于 2024-09-02 / 12 阅读
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Java多线程涉及哪些概念与思想?

Java 多线程编程涉及许多重要的概念和思想,以下是一些关键点:

1. 线程(Thread)

线程是程序执行的最小单位。Java 提供了 Thread 类和 Runnable 接口来创建和管理线程。

2. 线程生命周期

线程有以下几种状态:

  • 新建(New): 线程对象被创建,但尚未启动。

  • 就绪(Runnable): 线程已经启动,等待 CPU 调度。

  • 运行(Running): 线程正在执行。

  • 阻塞(Blocked): 线程被阻塞,等待某个条件满足。

  • 等待(Waiting): 线程等待另一个线程的通知或时间到期。

  • 计时等待(Timed Waiting): 线程在指定时间内等待。

  • 终止(Terminated): 线程执行完毕或被中断。

3. 同步(Synchronization)

同步用于控制多个线程对共享资源的访问,以避免数据不一致。Java 提供了 synchronized 关键字和 Lock 接口来实现同步。

4. 互斥锁(Mutex)

互斥锁用于确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源。Java 的 synchronized 块和 ReentrantLock 类都可以实现互斥锁。

5. 死锁(Deadlock)

死锁是指两个或多个线程互相等待对方释放资源,导致所有线程都无法继续执行。避免死锁的方法包括资源排序、超时等。

6. 线程通信

线程之间可以通过 wait(), notify(), 和 notifyAll() 方法进行通信。这些方法必须在同步块或同步方法中调用。

7. 线程池(Thread Pool)

线程池用于管理和复用一组线程,减少线程创建和销毁的开销。Java 提供了 Executor 框架来实现线程池。

8. 并发集合(Concurrent Collections)

Java 提供了一些线程安全的集合类,如 ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 等,用于在多线程环境中安全地操作集合。

9. 原子操作(Atomic Operations)

Java 提供了 java.util.concurrent.atomic 包中的类,如 AtomicInteger, AtomicBoolean 等,支持原子操作,避免使用锁。

10. 并发工具类

Java 提供了一些并发工具类,如 CountDownLatch, CyclicBarrier, Semaphore, Exchanger 等,用于实现复杂的线程同步。

示例代码

以下是一个简单的多线程示例,展示了如何创建和启动线程,以及使用 synchronized 关键字进行同步:

class Counter {

    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {

        count++;

    }

    public synchronized int getCount() {

        return count;

    }

}

class MyThread extends Thread {

    private Counter counter;

    public MyThread(Counter counter) {

        this.counter = counter;

    }

    @Override

    public void run() {

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {

            counter.increment();

        }

    }

}

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Counter counter = new Counter();

        Thread t1 = new MyThread(counter);

        Thread t2 = new MyThread(counter);

        t1.start();

        t2.start();

        t1.join();

        t2.join();

        System.out.println("Final count: " + counter.getCount());

    }

}

在这个示例中,Counter 类使用 synchronized 关键字确保 incrementgetCount 方法是线程安全的。两个线程 t1t2 同时对 Counter 对象进行操作,最终结果是线程安全的。


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