Java多线程编程是构建高性能应用的关键技术之一,它允许程序同时执行多个任务,从而充分利用现代多核处理器的计算能力。理解线程的基本概念和生命周期是进入这一领域的第一步。
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在Java中,线程可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建。虽然两者都可以实现多线程,但实现Runnable接口更为灵活,因为它避免了Java单继承的限制,并且更符合面向对象的设计原则。
线程同步是多线程编程中的核心问题,用于防止多个线程对共享资源进行不一致的访问。Java提供了synchronized关键字和Lock接口两种机制,前者简单易用,后者则提供了更丰富的功能,如尝试获取锁、超时控制等。
除了同步,线程间的通信也至关重要。wait()、notify()和notifyAll()方法可以实现线程之间的协作,而Java并发包(java.util.concurrent)提供了更高级的工具,如CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore,它们简化了复杂的线程协调任务。
在高并发场景下,合理使用线程池能显著提升系统性能并降低资源消耗。ThreadPoolExecutor类提供了强大的线程池管理功能,开发者可以根据任务类型和系统负载动态调整线程数量。
•深入理解Java内存模型(JMM)有助于避免因可见性和有序性问题导致的并发错误。volatile关键字、final字段以及原子类(如AtomicInteger)都是解决这些问题的有效手段。