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多线程概述

1. 程序与进程

程序是指令和数据的有序集合，是静态的概念，单凭程序本身没有运行的含义。但程序通过执行，会生成进程。进程是资源分配的基本单位，是系统动态运行的结果。每个进程至少包含一个线程，线程是CPU调度的基本单位。

2. Thread类概述

Thread类是Java中实现线程的基础类。通过继承Thread类或实现Runnable接口，可以创建多线程。在使用Thread类时，需要了解其构造方法和常用方法。

2.1 Thread类的构造方法

Thread类提供了多种构造方法：

• public Thread()：创建一个新线程对象。
• public Thread(String name)：创建一个带有指定名字的线程对象。
• public Thread(Runnable target)：创建一个带有指定目标的线程对象。
• public Thread(Runnable target, String name)：创建一个带有指定目标和名字的线程对象。

2.2 Thread类的常用方法

• void setName(String name)：设置线程名称。
• public String getName()：获取当前线程名称。
• public void start()：启动线程。
• public void run()：线程执行的方法。
• public static void sleep(long millis)：线程休眠指定时间。
• public static Thread currentThread()：返回当前正在执行的线程对象。

3. 多线程创建方式

3.1 继承Thread类

通过继承Thread类，重写run()方法，创建线程。这种方式灵活，但会受到Java单继承的局限性影响。

3.2 实现Runnable接口

实现Runnable接口的方式更为灵活，适用于多线程有共享数据的情况。

3.3 选择实现Runnable接口的原因

• 不受单继承性的限制。
• 更适合处理多线程共享数据的情况。

4. 多线程的静态代理模式

静态代理模式通过代理对象和被代理对象完成任务，具有灵活的应用场景。代理对象需要继承或实现与被代理对象相同的接口，代理对象对真实角色进行操作。

5. 线程生命周期与状态

线程的生命周期包括：新建、可运行、运行、阻塞和死亡。线程运行的状态由其调度情况决定。

5.2 线程状态变化

• 新建状态（NEW）：线程对象刚刚创建。
• 可运行状态（RUNNABLE）：线程准备好等待调度。
• 运行状态（RUNNING）：线程正在执行CPU任务片。
• 阻塞状态（BLOCKED）：线程因等待I/O或同步操作而暂停。
• 死亡状态（DEAD）：线程执行结束或被终止。

6. 线程同步与锁机制

6.1 线程安全问题

多个线程同时操作共享资源时，可能导致数据不一致。解决方法是通过同步机制确保资源的互斥性。

6.2 同步方法与锁机制

• 同步方法：使用public synchronized修饰方法，确保同一类别的方法互斥执行。
• 锁机制：使用ReentrantLock或Synchronized实现资源的互斥。ReentrantLock是显式锁，可以控制_OWNER_访问线程。

6.3 锁与synchronized的对比

• 显示锁：显式开发锁机制，比如ReentrantLock。
• 隐式锁：通过synchronized关键字实现锁定，自动释放锁。
• 性能：显式锁性能优于隐式锁。

7. 常用线程方法

• 线程优先级：通过setPriority方法设置线程优先级，优先级范围1-10。
• 线程礼让：调用yield()方法让当前线程暂停。
• 线程强制执行：通过join()方法等待线程终止。

8. 线程的运行与调度

线程调度机制决定了线程运行的顺序。Java线程调度器按优先级调度线程。优先级的设置可以影响线程的执行效率。

通过以上知识，可以有效地开发和优化多线程程序，确保线程安全和资源利用效率。