第9章 Java多线程 知识点总结

1. 线程的概念

1. 线程是进程内的独立执行路径，是操作系统调度的基本单位。

2. 进程是资源分配的单位，一个进程内可以包含多个线程，线程共享进程的内存和资源。

3. 多线程的优点：提高程序响应性、充分利用CPU资源、简化异步编程。

2. 线程的创建方式

1. 继承Thread类：定义类继承Thread，重写run()方法，创建对象后调用start()方法启动线程。

2. 实现Runnable接口：定义类实现Runnable接口，实现run()方法，将其作为参数传入Thread对象，再调用start()。

3. 实现Callable接口：支持返回值和异常处理，需配合ExecutorService和Future使用。

4. 使用线程池创建：通过ExecutorService管理线程，复用线程，减少频繁创建销毁的开销。

3. 线程的生命周期与状态

1. 新建状态：创建Thread对象后，尚未调用start()。

2. 就绪状态：调用start()后，等待CPU调度。

3. 运行状态：线程获得CPU时间片，执行run()方法。

4. 阻塞状态：线程因sleep()、wait()、join()或同步锁等待而暂停执行。

5. 死亡状态：run()方法执行完毕或因异常终止。

4. 线程的调度与优先级

1. Java线程优先级分为1-10级，默认是NORM_PRIORITY(5)，优先级越高，被调度的概率越大。

2. 优先级只是建议，最终调度由操作系统决定，不保证严格按优先级执行。

3. Thread.yield()方法可让当前线程主动让出CPU，但不保证一定被其他线程抢占。

5. 线程的终止

1. 不推荐使用stop()方法，该方法会强制终止线程，可能导致数据不一致。

2. 推荐通过设置标志位（如volatile boolean isRunning）控制循环结束，让线程正常退出。

3. 线程被中断（interrupt()）时，会抛出InterruptedException，可在catch块中处理清理工作。

6. 线程的同步与互斥

1. 线程安全问题：多个线程同时访问共享资源，可能导致数据不一致。

2. 同步方法：使用synchronized关键字修饰方法，锁是当前对象实例，保证同一时间只有一个线程执行该方法。

3. 同步代码块：使用synchronized(对象锁)包裹代码块，锁可以是任意对象，粒度更细。

4. Lock锁：java.util.concurrent.locks.Lock接口（如ReentrantLock），比synchronized更灵活，支持公平锁、可中断锁。

5. 死锁：多个线程互相持有对方需要的锁，导致无限等待。避免死锁的方法：破坏请求与保持、破坏循环等待、破坏不可剥夺。

7. 线程间通信

1. wait()：让当前线程释放锁并进入等待状态，直到被notify()或notifyAll()唤醒。

2. notify()：唤醒等待该对象锁的一个线程。

3. notifyAll()：唤醒等待该对象锁的所有线程。

4. 注意：这三个方法必须在同步代码块/同步方法中调用，且调用者必须是锁对象本身。

8. 线程池

1. 作用：复用线程、控制并发数、管理线程生命周期，避免频繁创建销毁线程的开销。

2. 核心参数：核心线程数、最大线程数、空闲线程存活时间、任务队列、拒绝策略。

3. 常用创建方式：Executors.newFixedThreadPool()（固定线程数）、Executors.newCachedThreadPool()（可缓存线程池）、Executors.newSingleThreadExecutor()（单线程池）。

4. 关闭线程池：shutdown()（等待任务完成后关闭）、shutdownNow()（立即关闭，尝试中断正在执行的任务）。

9. Timer定时器线程

1. Timer可安排任务一次性执行或周期性执行，底层由单线程调度。

2. 常用方法：schedule(TimerTask task, long delay)（延迟执行）、schedule(TimerTask task, long delay, long period)（周期性执行）。

3. 注意：单线程调度，任务执行时间过长会影响后续任务；任务抛出异常会导致Timer终止。