Java 线程是Java并发编程的基础，理解和掌握Java线程相关的内容可以帮助你编写高效的多线程程序。在这篇文章中，我们将讨论一些高级线程概念和常用的并发实用工具。

1. 线程同步

1.1 同步方法和同步块

• 同步方法：使用synchronized 关键字可以将整个方法标记为同步，这保证在同一时间内只有一个线程能够访问该方法。

  public synchronized void exampleMethod() {  
    // 代码逻辑  
  }  

• 同步块：为了提高效率，可以仅对需要同步的代码块使用synchronized，减少锁的范围。

  public void exampleMethod() {  
    synchronized (this) {  
        // 需要同步的代码  
    }  
  }  

1.2 ReentrantLock

• ReentrantLock：比synchronized提供了更多的锁定操作选项，比如公平锁选择、可中断锁获取尝试、实现自己的同步结构。

  ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  
  public void exampleMethod() {  
    lock.lock();  
    try {  
        // 线程安全代码  
    } finally {  
        lock.unlock();  
    }  
  }  

2. 线程通信

2.1 wait(), notify(), notifyAll()

Java提供了Object类中的wait()、notify()和notifyAll()方法来实现线程之间的通信，它们通常与synchronized关键字结合使用。

• wait()：使一个线程处于等待状态，直到另一个线程通过notify()或notifyAll()方法唤醒它。

• notify()：唤醒在该对象监视器上等待的某个线程。

• notifyAll()：唤醒在该对象监视器上等待的所有线程。

public synchronized void exampleMethod() throws InterruptedException {  
    while (conditionNotMet) {  
        wait();  
    }  
    // 执行操作  
    notifyAll();  
}  

3. 并发实用工具

3.1 Executor Framework

• ExecutorService：用于管理线程池，代替直接创建和管理线程。

  ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);  
  Runnable task = () -> {  
    // 任务代码  
  };  
  executor.submit(task);  
  executor.shutdown();  

3.2 CountDownLatch

• CountDownLatch：允许一个或多个线程等待，直到在其他线程中执行的一组操作完成。

  CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);  
  Runnable task = () -> {  
    // 执行任务  
    latch.countDown();  
  };  
  latch.await();  // 等待所有任务完成  

3.3 CyclicBarrier

• CyclicBarrier：允许一组线程互相等待，直到对齐状态，然后继续执行。

  CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {  
    // 当屏障触发时执行  
  });  
  Runnable task = () -> {  
    // 执行任务  
    barrier.await();  
  };  

3.4 Concurrent Collections

• ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList：提供线程安全的集合，不需要外部同步。

  ConcurrentHashMap<K, V> map = new ConcurrentHashMap<>();  
  CopyOnWriteArrayList<E> list = new CopyOnWriteArrayList<>();  

总结

掌握Java线程的基本原理和高级实用工具，可以大大提高程序的并发性能和可维护性。合理使用锁机制来实现线程同步，同时充分利用Java提供的并发包中的实用工具，可以解决很多复杂的并发问题。