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线程的创建与管理：Java的多重身份

article 2025/1/8 18:29:35

1 线程的基本概念

线程是程序执行的最小单元，每个线程都拥有自己的调用栈和局部变量。在Java中，线程可以是程序的执行线，允许程序并发执行。

2 创建线程

在Java中，创建线程有两种主要方式：

继承Thread类：

通过创建一个新的类继承Thread类，并重写其run方法。

示例代码：

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread is running");
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyThread t = new MyThread();
        t.start(); // 启动线程
    }
}

实现Runnable接口：

创建一个类实现Runnable接口，并实现run方法。然后，可以将这个Runnable实例传递给Thread的构造函数。

示例代码：

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread is running");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new MyRunnable());
        t.start(); // 启动线程
    }
}

3 线程的生命周期

线程的生命周期包括以下几个状态：

新建（New）：线程对象已被创建，但还没有调用start方法。
可运行（Runnable）：线程对象已调用start方法，等待JVM调度执行。
阻塞（Blocked）：线程在等待监视器锁，以进入同步方法或块。
等待（Waiting）：线程等待另一个线程显式唤醒它。
计时等待（Timed Waiting）：线程等待一定时间。
终止（Terminated）：线程执行结束。

4 管理线程

Java提供了多种方法来管理线程：

启动线程：通过调用start方法启动线程。
休眠线程：使用Thread.sleep方法让当前线程暂停执行。
等待线程：调用wait方法让线程等待。
通知线程：调用notify或notifyAll方法唤醒等待的线程。
结束线程：线程执行完毕后自然结束。

5 线程同步

由于多线程共享程序的内存空间，因此需要同步机制来避免数据不一致的问题。

同步方法：使用synchronized关键字同步方法。
同步块：使用synchronized关键字同步代码块。

示例代码：

public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

6 线程安全

线程安全是指代码在多线程环境中能够正确执行。确保线程安全通常涉及：

不可变对象：创建不可变对象以确保线程安全。
局部变量：使用局部变量来避免共享状态。
线程局部存储：使用ThreadLocal类为每个线程提供独立的变量副本。

7 线程池

线程池是一种管理线程的机制，它避免了频繁创建和销毁线程的开销。

Executor框架：Java通过java.util.concurrent包提供了强大的线程池管理功能。

示例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskNo = i;
            executor.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    System.out.println("Task " + taskNo + " is running.");
                }
            });
        }

        executor.shutdown();
    }
}

通过这一节的学习，你现在应该对Java中的线程创建与管理有了深入的理解。掌握线程的创建和管理是编写高效并发程序的关键，它允许程序以多重身份同时执行多个任务。下一节，我们将探讨同步与并发，这是Java的同步舞蹈，确保多线程程序的正确性和效率。

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