Debian Java多线程编程指南

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 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。