多线程

多线程

多线程编程是提高程序性能和响应能力的重要手段。以下是多线程编程的一些核心知识点总结：

1. 基本概念

• 进程：操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
• 线程：操作系统能够进行运算调度的最小单位，是进程中的一个执行流。

2. 线程的创建与运行

• 继承Thread类：创建一个类继承Thread类，并重写run()方法。
• 实现Runnable接口：创建一个类实现Runnable接口，实现run()方法。
• 使用ExecutorService：通过线程池来管理线程的创建和销毁。

3. 线程的生命周期

• 新建（New）：创建后尚未启动的线程。
• 可运行（Runnable）：调用start()方法后，线程进入可运行状态。
• 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待锁、等待I/O、休眠等）暂时停止执行。
• 等待（Waiting）：线程等待其他线程执行特定操作（如wait()）。
• 计时等待（Timed Waiting）：线程在一定时间内等待另一个线程的通知。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或因异常而终止。

4. 线程同步

• 同步方法：使用synchronized关键字修饰的方法。
• 同步代码块：使用synchronized关键字包围的代码块。
• 锁（Lock）：java.util.concurrent.locks包下的Lock接口及其实现类。

5. 线程通信

• wait()、notify()和notifyAll()：用于线程间的通信，通常与synchronized一起使用。
• Condition：与Lock配合使用，提供类似wait()和notify()的功能。

6. 线程池

• ExecutorService：线程池的顶层接口，用于管理线程的执行。
• ThreadPoolExecutor：实现ExecutorService接口，提供线程池的具体实现。
• Executors：提供创建线程池的工厂方法。

7. 线程安全

• 原子性：使用原子类（如AtomicInteger）或volatile关键字保证操作的原子性。
• 可见性：使用volatile关键字或同步机制保证变量的可见性。
• 有序性：禁止重排序等操作保证代码的执行顺序。

8. 锁优化

• 偏向锁：减少无竞争情况下的同步开销。
• 轻量级锁：通过CAS操作实现，避免重量级锁的使用。
• 自旋锁：线程在获取锁时执行忙循环，以减少线程状态切换的开销。

9. 并发集合

• ConcurrentHashMap：线程安全的哈希表。
• CopyOnWriteArrayList：线程安全的列表，适用于读多写少的场景。
• BlockingQueue：线程安全的队列，用于生产者消费者模式。

10. 多线程设计模式

• 生产者消费者模式：通过BlockingQueue实现。
• 工作窃取模式：在ForkJoinPool中实现，用于并行计算任务。

11. 注意事项

• 避免死锁：确保锁的获取顺序一致，使用锁超时等策略。
• 线程泄漏：确保线程在完成任务后能够正确结束。
• 资源竞争：合理使用同步机制，避免竞态条件。

12. 使用示例

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println("Hello from a thread!");
        });
        thread.start();
    }
}

多线程编程需要深入理解并发原理和Java内存模型，以确保程序的正确性和性能。正确的多线程设计可以提高程序的并发能力和响应速度。

线程和进程的区别

并行和并发有什么区别

创建线程的方式

线程中的状态

wait和sleep的不同

如何停止一个正在运行的线程

synchronized

锁升级