Debian Java多线程编程指南 - 问答

在Java中进行多线程编程可以极大地提高程序的效率和响应性。以下是一个简要的Java多线程编程指南，涵盖了多线程的基础概念、创建方式、线程池的使用以及线程安全与同步机制。

多线程基础概念

线程与进程：进程是操作系统资源分配的基本单位，线程是CPU调度的最小单位。一个进程可以包含多个线程，线程间通信成本低于进程通信。
多线程核心价值：提升吞吐量、增强响应性、资源高效利用。

Java线程生命周期

Java线程的生命周期包括：新建（NEW）、可运行（RUNNABLE）、阻塞（BLOCKED）、等待（WAITING）、超时等待（TIMED_WAITING）和终止（TERMINATED）。

线程创建与管理

基础创建方式

继承Thread类：

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行");
    }
}
public class ThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t1 = new MyThread();
        MyThread t2 = new MyThread();
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

实现Runnable接口（推荐）：

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行");
    }
}
public class RunnableExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new MyRunnable());
        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

Callable+Future（带返回值）：

ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Integer> future = executor.submit(() -> {
    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    return 42;
});
System.out.println(future.get());
executor.shutdown();

线程池（ThreadPoolExecutor）

核心参数：
- corePoolSize：常驻线程数
- maximumPoolSize：最大线程数
- keepAliveTime：空闲线程存活时间
- TimeUnit：时间单位
- workQueue：任务队列（如ArrayBlockingQueue）
- threadFactory：线程创建工厂
- handler：拒绝策略
四种预定义线程池：
- Executors.newCachedThreadPool()：弹性线程池
- Executors.newFixedThreadPool(n)：固定大小
- Executors.newSingleThreadExecutor()：单线程串行
- Executors.newScheduledThreadPool(n)：定时任务

线程安全与同步机制

线程安全问题根源

原子性破坏
可见性问题
有序性问题

同步解决方案

synchronized关键字：实例锁、类锁、同步代码块、临界区代码

ReentrantLock（更灵活）：

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void method() {
    lock.lock();
    try {
        // 临界区代码
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

volatile关键字：保证可见性，禁止指令重排
原子类（AtomicXXX）：如AtomicInteger

并发工具类详解

CountDownLatch：倒计时门闩
CyclicBarrier：循环栅栏
Semaphore：信号量
Exchanger：交换器

以上是一个简要的Java多线程编程指南，涵盖了多线程的基础概念、创建方式、线程池的使用以及线程安全与同步机制。希望这些信息能帮助你更好地理解和实现Java多线程编程。

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