Java多线程编程基础与实践

随着计算机硬件的发展，多核处理器已经成为了主流，为了充分利用多核处理器的性能，程序员需要编写并发程序，Java作为一种广泛使用的编程语言，提供了丰富的多线程编程支持，本文将介绍Java多线程编程的基础知识和实践技巧。

二、Java多线程概述

1、什么是线程？

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，一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的资源（如内存、文件等），但各自执行不同的任务。

2、Java中的线程

Java中的线程是通过java.lang.Thread类实现的，每个线程都有一个唯一的标识符，称为线程ID，Java虚拟机（JVM）负责管理和调度线程的执行。

三、Java多线程编程基础

1、创建线程

在Java中，有两种方法可以创建线程：

（1）继承Thread类：创建一个新类，继承自Thread类，然后重写run()方法，创建该类的对象并调用start()方法启动线程。

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行的任务
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start(); // 启动线程
    }
}

（2）实现Runnable接口：创建一个新类，实现Runnable接口，然后重写run()方法，创建该类的对象和一个Thread对象，将Runnable对象作为参数传递给Thread对象，然后调用Thread对象的start()方法启动线程。

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行的任务
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start(); // 启动线程
    }
}

2、线程同步与互斥

多个线程同时访问共享资源时，可能会出现数据不一致的问题，为了解决这个问题，可以使用synchronized关键字实现线程同步或使用Lock接口实现线程互斥。

（1）synchronized关键字：用于修饰方法或代码块，确保同一时刻只有一个线程能够访问该方法或代码块。

class Counter {
    private int count = 0;
    private Object lock = new Object(); // 锁对象

    public void increment() {
        synchronized (lock) { // 同步代码块
            count++;
        }
    }
}

（2）Lock接口：提供了比synchronized关键字更灵活的同步机制，可以实现Lock接口的类有ReentrantLock、ReadWriteLock等。

3、线程间通信

线程间通信主要通过wait()、notify()和notifyAll()方法实现，这些方法需要在同步代码块或同步方法中使用，wait()方法使当前线程等待，直到其他线程调用notify()或notifyAll()方法唤醒它；notify()方法唤醒等待同一对象的一个线程；notifyAll()方法唤醒等待同一对象的所有线程。

4、线程休眠与唤醒

sleep()方法使当前线程休眠指定的毫秒数；yield()方法使当前线程让出CPU执行权，让其他线程有机会执行，这两个方法都不会释放锁，当休眠或让出的线程再次获得CPU执行权时，它们会从上次暂停的地方继续执行。

5、线程优先级

Java中的线程默认具有相同的优先级，可以通过setPriority()方法设置线程的优先级，范围为1（最低）到10（最高），不建议手动设置线程优先级，因为JVM可能会根据系统负载自动调整线程优先级，如果确实需要设置优先级，可以使用Thread类的常量MIN_PRIORITY、MAX_PRIORITY和NORM_PRIORITY作为参数。