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第2章 多线程(一)

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第2章 多线程(一)是关于介绍多线程编程的基本概念和使用方法,帮助读者理解如何在程序中实现并发执行。以下是一些常见的多线程主题和要点:

1. 多线程简介

  • 什么是线程:线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位,它被包含在进程中,是进程中的实际运作单位。
  • 单线程 vs 多线程:单线程程序一次只能执行一个任务,而多线程允许在同一进程中同时执行多个任务,提高程序性能。

2. 创建线程

  • Thread 类:在很多编程语言中,例如 Java,可以通过继承 Thread 类来定义新的线程。
  • Runnable 接口:通过实现 Runnable 接口来定义线程任务。
  • 线程启动:调用线程对象的 start() 方法启动线程,而不是直接调用 run() 方法。

3. 线程生命周期

  • 新建(New):线程对象已创建,但还没有调用 start() 方法。
  • 就绪(Runnable):调用了 start(),等待 CPU 调度执行。
  • 运行(Running):线程获取 CPU 资源,开始执行。
  • 阻塞(Blocked):线程因某些原因(如等待资源)暂停执行。
  • 死亡(Terminated):线程执行结束。

4. 线程同步

  • 同步方法:使用 synchronized 关键字保证同一时刻只有一个线程可以执行该方法。
  • 同步块:精确控制哪些操作需要同步,加快执行速度。
  • 锁(Lock)机制:提供更灵活的锁管理,例如 ReentrantLock

5. 常见问题与挑战

  • 线程安全和共享数据:多个线程访问共享资源会导致数据不一致,应使用同步机制来保护共享数据。
  • 死锁(Deadlock):线程相互等待,导致永久阻塞。
  • 活锁(Livelock):线程不断改变状态以响应其他线程,导致无法继续执行。
  • 饥饿(Starvation):某些线程长期得不到所需资源。

6. 线程池

  • Executor 框架:通过线程池管理线程的创建和调度,提高资源利用率。
  • 常用线程池类型FixedThreadPoolCachedThreadPoolScheduledThreadPool 等。

这一章的目标是让读者掌握多线程编程的基础知识,为创建高效和并发的应用程序打下基础。在理解这些概念后,读者可以更深入地研究线程优先级、线程的中断、并发数据结构等更高级的多线程控制技巧。

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