彻底明白Java的多线程-线程间的通信.doc

Java的多线程是编程中的一个关键概念，特别是在并发处理和高性能应用中。本文将深入讲解如何在Java中实现多线程以及线程间的通信。 我们要理解一个虚假的多线程示例。在例1中，创建了两个`TestThread`对象，分别调用`go(0)`和`go(1)`方法。尽管每个方法都在无限循环中调用了`Thread.sleep(100)`，但预期的线程切换并未发生。这是因为`sleep()`函数不会立即释放CPU资源，而只是让当前线程暂停指定的时间。因此，尽管两个线程都在运行，但它们都在同一个CPU核心上交替执行，导致看似只有一个线程在工作。为了实现真正的并发，我们需要使用更复杂的同步机制，如线程同步或线程间通信。 接着，我们来看如何在Java中实现多线程。有两种主要方式：继承`Thread`类和实现`Runnable`接口。 1. **继承Thread类**： 当一个类继承`Thread`，它就成为一个线程类。需要覆盖`run()`方法，并将需要并行执行的任务放入其中。启动线程时，我们调用`start()`而不是`run()`。`start()`方法会创建一个新的执行上下文，调用`run()`，并在必要时处理中断异常。例2展示了这种方式，创建了5个线程，每个线程减小`i`的值，直至变为0。 2. **实现Runnable接口**： 如果不想让类继承自`Thread`，可以实现`Runnable`接口。创建一个类实现`Runnable`，并覆盖`run()`方法。然后，可以将`Runnable`实例传递给`Thread`构造器，创建一个线程对象并调用其`start()`方法。这种方式更灵活，因为Java不支持多重继承，而可以实现多个接口。 线程间的通信是多线程编程中不可或缺的一部分。Java提供了多种机制，如`wait()`, `notify()`, 和 `notifyAll()`方法，这些方法在`Object`类中定义，用于控制线程的执行顺序和同步。此外，`synchronized`关键字用于控制对共享资源的访问，避免竞态条件和数据不一致性。`Semaphore`, `CyclicBarrier`, `CountDownLatch`, `Phaser`等高级工具则提供了更复杂的线程协调功能。 在Java中，`BlockingQueue`是一种常用的线程间通信工具，它可以安全地存储和传递数据，同时提供线程间的阻塞等待机制。例如，生产者线程可以将数据放入队列，消费者线程从队列中取出数据。队列的满和空状态自动触发线程的阻塞和唤醒，从而实现线程间的同步。 `ExecutorService`和`ThreadPoolExecutor`提供了一种管理线程池的机制，它们可以有效地调度和控制线程，提高系统资源利用率，并简化线程生命周期的管理。 理解Java的多线程以及线程间的通信是开发高效、可扩展应用程序的关键。正确使用这些机制，可以充分利用多核处理器的性能，实现并发操作，提升系统吞吐量。在实际编程中，应根据需求选择合适的方法，确保代码的健壮性和正确性。