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线程与进程
在深入多线程之前#xff0c;我们需要理解线程与进程的基本概念。进程是…多线程编程是Java语言中的一个高级主题它在提高程序性能和响应性方面起着至关重要的作用。本文旨在帮助Java学习人员深入理解多线程的概念并准备相关的技术面试。
线程与进程
在深入多线程之前我们需要理解线程与进程的基本概念。进程是程序执行的一个实例它拥有自己的内存空间和系统资源。而线程是进程内部的一个执行序列是CPU调度和分派的基本单位。一个进程可以有多个线程这些线程共享进程的资源但每个线程有自己的栈空间和执行流。
线程的生命周期
Java中的线程具有明确的生命周期包括以下几个状态
新建New当线程被创建但还未启动时的状态。就绪Runnable线程已经准备好运行等待被线程调度器选中。运行Running线程正在执行。阻塞Blocked线程因为等待某些资源或条件而被挂起。等待Waiting线程无限期地等待另一个线程执行特定操作。超时等待Timed Waiting线程在一定时间内等待另一个线程的特定操作。终止Terminated线程完成了执行。 理解线程的生命周期对于编写和调试多线程程序至关重要。
启动线程run() vs start()
在Java中启动线程应使用start()方法而不是直接调用run()方法。start()方法会创建新的线程并执行run()方法中的代码而直接调用run()方法则不会创建新的线程而是在当前线程中执行。
Thread myThread new Thread(() - {System.out.println(Thread is running);
});
myThread.start(); // 正确的启动方式
// myThread.run(); // 错误的启动方式死锁、活锁与饥饿
在多线程编程中我们经常听到死锁、活锁和饥饿这三个术语。
死锁当两个或多个线程在执行过程中因争夺资源而造成的一种互相等待的现象如果没有外力干涉它们都将无法继续执行下去。避免死锁的常见方法包括保证资源的获取顺序、使用尝试获取资源的方法、设置超时时间等。活锁线程虽然没有被阻塞但仍然会无法向前推进的情况因为它们在执行过程中不断重复相同的操作。饥饿线程因为无法获得所需的资源而无法执行的情况。 理解这些概念有助于我们编写更加健壮的多线程程序。
守护线程
守护线程是一类特殊的线程当程序中只剩下守护线程时程序会退出。例如垃圾回收线程就是一个守护线程。可以通过调用Thread.setDaemon(true)将线程设置为守护线程。
Thread daemonThread new Thread(() - {while (true) {System.out.println(Daemon Thread is running);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
});
daemonThread.setDaemon(true);
daemonThread.start();同步与异步
在多线程编程中同步和异步是两个重要的概念。
同步一个任务的执行需要等待另一个任务执行完成后才能继续执行。同步操作通常涉及到锁和监视器以确保数据的一致性。异步两个任务互相独立一个任务的执行不需要等待另一个任务。异步操作通常通过回调、Future或CompletableFuture来实现。
竞态条件
竞态条件是指程序的执行结果依赖于事件或者线程的顺序时序。这种情况下多个线程可能会读取到不一致或错误的数据。为了避免竞态条件我们需要使用同步机制来保证共享资源的正确访问。
synchronized (lockObject) {// 访问共享资源
}wait()和notify()
wait()方法使当前线程等待直到另一个线程调用同一对象的notify()或notifyAll()方法。notify()方法唤醒正在等待对象监视器的单个线程。这些方法是对象级别的而不是线程级别的。
synchronized (lockObject) {lockObject.wait(); // 等待// 唤醒后的操作
}ThreadLocal
ThreadLocal类提供了线程局部变量。这些变量在每个线程中都有独立初始化的副本因此不会受到其他线程的影响。ThreadLocal通常用于管理线程级别的状态如数据库连接或事务信息。
ThreadLocalString threadLocal new ThreadLocal();
threadLocal.set(Hello, ThreadLocal!);
String value threadLocal.get();总结
多线程编程是Java高级开发人员的必备技能。通过理解线程和进程的基本概念、
