1.1 程序、进程与线程#

• ​程序：是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合，即我们写的静态代码。

• ​进程：

  1. 指​运行中的程序。如启动QQ，操作系统会为其分配独立的内存空间。
  2. 进程是程序的一次执行过程，是动态的，有其产生、存在和消亡的生命周期。

• ​线程：

  1. 由​进程创建，是进程的一个实体。
  2. 一个​进程可以拥有多个线程（如一个QQ进程可以同时打开多个聊天窗口）。

1.2 单线程、多线程、并发与并行#

• ​单线程：同一时刻，只允许执行一个线程。
• ​多线程：同一时刻，可以执行多个线程。
• ​并发​：单核CPU实现的多任务。同一时刻，多个任务​交替执行，造成“同时”的错觉。
• ​并行​：多核CPU实现的多任务。同一时刻，多个任务​真正同时执行。

2.1 创建线程的两种方式#

1. 继承 Thread​​ 类，重写 run 方法。
2. 实现 Runnable​​ 接口，重写 run 方法。

2.2 方式一：继承 Thread 类#

• 步骤：

  1. 定义一个类继承 Thread。
  2. 重写 run 方法，在其中编写线程要执行的任务。
  3. 创建该类的实例。
  4. 调用实例的 start() 方法启动线程。

• ​注意：

  • start() 方法会调用底层的 start0() 方法，使线程进入​可运行状态，由CPU调度执行。
  • 直接调用 run() 方法仅是普通方法调用，​不会启动新线程。

2.3 方式二：实现 Runnable 接口#

• 步骤：

  1. 定义一个类实现 Runnable 接口。
  2. 重写 run 方法。
  3. 创建该类的实例。
  4. 将此实例作为参数传递给 Thread 对象的构造器，创建 Thread 对象。
  5. 调用 Thread 对象的 start() 方法启动线程。

• ​原理​：使用了​代理模式。Thread 类本身实现了 Runnable 接口，其 run 方法会调用传入的 Runnable 对象的 run 方法。

• ​优势：

  1. 避免Java单继承的限制。
  2. 更适合多个线程共享同一个资源的场景（只需创建一个 Runnable 实例，传递给多个 Thread 对象）。

3.1 第一组常用方法#

1. setName(String name) / getName()：设置/获取线程名称。
2. start()：启动线程，使其进入可运行状态。
3. run()：线程执行体，由JVM调用。
4. setPriority(int newPriority) / getPriority()：设置/获取线程优先级（范围1-10）。
5. sleep(long millis)：静态方法。让当前线程休眠指定的毫秒数。
6. interrupt()：​中断线程，但并非强制结束。通常用于中断正在 sleep 或 wait 的线程，使其抛出 InterruptedException。

3.2 第二组常用方法#

1. ​yield() ​：线程的​礼让​。让出CPU，给其他线程执行机会，但礼让成功与否取决于CPU调度，​不一定成功。

2. ​join() ​：线程的​插队​。调用此方法的线程会阻塞当前线程（如主线程），直到调用者执行完毕，当前线程才继续执行。

   • 应用场景：主线程需要等待子线程执行完特定任务后再继续。

3.3 用户线程与守护线程#

• ​用户线程（工作线程） ：线程任务执行完毕或通过通知方式结束。

• ​守护线程​：为工作线程服务。当​所有用户线程结束时，守护线程自动结束。

  • 典型例子：垃圾回收线程。
  • 设置方法：线程对象.setDaemon(true); （必须在 start() 前调用）。

5.1 同步的必要性#

在多线程环境下，当多个线程同时访问共享资源（如卖票系统的票数）时，可能导致数据不一致（超卖、重复卖）等问题。

5.2 同步机制 - Synchronized#

保证在任一时刻，最多只有一个线程访问同步代码，确保数据完整性。

• ​同步代码块：

1
synchronized(对象) { // 得到对象的锁才能进入
2
    // 需要同步的代码
3
}

1
public synchronized void method() {
2
    // 需要同步的代码
3
}

5.3 互斥锁#

• 每个Java对象都有一个互斥锁（Monitor Lock） 标记。

• synchronized 关键字与对象的互斥锁关联。

• ​锁对象的选择：

  1. 对于​非静态同步方法，锁对象默认为 this（当前对象实例）。
  2. 对于​静态同步方法，锁对象默认为 当前类.class。
  3. 对于​同步代码块，锁对象是 synchronized 后括号里指定的对象。
  4. ​核心原则​：要求多个线程竞争的​锁对象必须是同一个。

5.4 释放锁与不释放锁的操作#

• ​会释放锁：

  1. 同步代码块/方法执行完毕。
  2. 同步代码块/方法中遇到 break、return。
  3. 同步代码块/方法中出现未处理的 Error 或 Exception。
  4. 同步代码块/方法中执行了 wait() 方法。

• ​不会释放锁：

  1. 调用 Thread.sleep() 或 Thread.yield() 暂停线程。
  2. 其他线程调用了该线程的 suspend() 方法（该方法已废弃，应避免使用）。

5.5 线程死锁#

• ​定义：多个线程都占用了对方所需的锁资源，并且互相等待对方释放，导致所有线程都无法继续执行。
• ​产生条件：互斥使用、不可抢占、请求和保持、循环等待。
• 解决：在编程中应尽量避免。可以通过规定锁的获取顺序、使用 tryLock 等机制来预防。2