基本概念
使用方法
1、继承Thread类
2、实现Runnable接口
线程同步
1、synchronized方法
2、synchronized代码块
1、wait()方法
2、notify()方法
3、notifyAll()方法
示例代码
总结
Java多线程是Java语言中的一个重要特性，它可以帮助我们更好地利用多核处理器，提高程序的性能。Java多线程的使用涉及到很多概念和技术，本文将介绍Java多线程的基本概念、使用方法、线程同步、线程池等内容。
基本概念
在Java多线程中，我们需要了解以下几个基本概念：
1.线程：Java中的线程是Thread类的实例，每个线程都有一个独立的执行路径。线程可以独立执行，也可以与其他线程共享资源。
2.进程：进程是操作系统中分配资源的最小单位。每个Java程序都是一个进程，每个进程可以包含多个线程。
3.线程安全：线程安全是指多个线程同时访问一个共享资源时，不会出现数据不一致、死锁等问题。在Java中，我们可以通过锁机制和同步机制来保证线程安全。
4.线程池：线程池是一种管理和复用线程的机制，它可以避免不必要的线程创建和销毁开销。Java中的线程池是通过ThreadPoolExecutor类实现的。
使用方法
Java多线程有两种方式实现：继承Thread类和实现Runnable接口。
1、继承Thread类
通过继承Thread类可以创建一个线程，需要重写run()方法来定义线程的执行逻辑。以下是一个示例代码：
public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { // 线程执行逻辑 } } public static void main(String[] args) { MyThread thread = new MyThread(); thread.start(); // 启动线程 }
2、实现Runnable接口
通过实现Runnable接口可以创建一个线程，需要将实现Runnable接口的类实例作为参数传入Thread类的构造方法中，然后调用start()方法来启动线程。以下是一个示例代码：
public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { // 线程执行逻辑 } } public static void main(String[] args) { MyRunnable runnable = new MyRunnable(); Thread thread = new Thread(runnable); thread.start(); // 启动线程 }
线程同步
当多个线程同时访问共享数据时，可能会发生竞争条件和数据不一致的问题。这时就需要使用线程同步技术来避免这些问题的发生。在Java中，线程同步可以通过锁机制和同步机制来实现。
锁机制
锁机制是一种在多线程环境下实现线程同步的方法，Java中的锁机制可以使用synchronized关键字来实现。synchronized关键字可以应用于方法和代码块两种场景。
1、synchronized方法
将synchronized关键字应用于方法时，它会锁定整个方法，只允许一个线程进入方法。其他线程需要等待当前线程执行完毕才能进入该方法。以下是一个示例代码：
public synchronized void add(int num) { // 线程安全的代码 }
2、synchronized代码块
将synchronized关键字应用于代码块时，它会锁定代码块中的对象，只允许一个线程访问该对象。其他线程需要等待当前线程释放该对象的锁才能访问该对象。以下是一个示例代码：
synchronized (this) { // 线程安全的代码 }
同步机制
同步机制是一种在多线程环境下实现线程同步的方法，Java中的同步机制可以使用wait()、notify()和notifyAll()三个方法来实现。这三个方法必须在synchronized代码块中调用。
1、wait()方法
wait()方法会使当前线程暂停执行，并释放对象的锁。其他线程可以获得该对象的锁并执行相应的代码。当被暂停的线程重新获得锁时，它会从wait()方法的位置继续执行。以下是一个示例代码：
synchronized (obj) { while (condition) { obj.wait(); // 当条件不满足时，线程等待 } // 线程执行逻辑 }
2、notify()方法
notify()方法会随机唤醒一个正在等待该对象锁的线程。如果有多个线程在等待该对象锁，则只有一个线程会被唤醒。以下是一个示例代码：
synchronized (obj) { condition = true; // 修改条件 obj.notify(); // 唤醒一个等待线程 }
3、notifyAll()方法
notifyAll()方法会唤醒所有正在等待该对象锁的线程。所有等待线程会竞争该对象的锁，并从wait()方法的位置继续执行。以下是一个示例代码：
synchronized (obj) { condition = true; // 修改条件 obj.notifyAll(); // 唤醒所有等待线程 }
示例代码
以下是一个使用锁机制和同步机制实现线程同步的示例代码：
public class ThreadSyncExample { private int count = 0; private final Object lock = new Object(); // 定义一个锁对象 // 使用锁机制实现线程同步 public synchronized void increment() { count++; } // 使用同步机制实现线程同步 public void add() { synchronized (lock) { count++; } } public static void main(String[] args) { ThreadSyncExample example = new ThreadSyncExample(); // 使用锁机制创建线程 Runnable runnable1 = () -> { for (int i = 0; i < 100000; i++) { example.increment(); } }; Thread thread1 = new Thread(runnable1); Runnable runnable2 = () -> { for (int i = 0; i < 100000; i++) { example.increment(); } }; Thread thread2 = new Thread(runnable2); // 使用同步机制创建线程 Runnable runnable3 = () -> { for (int i = 0; i < 100000; i++) { example.add(); } }; Thread thread3 = new Thread(runnable3); Runnable runnable4 = () -> { for (int i = 0; i < 100000; i++) { example.add(); } }; Thread thread4 = new Thread(runnable4); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); thread4.start(); try { thread1.join(); thread2.join(); thread3.join(); thread4.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("count = " + example.count); } }
该示例代码中，定义了一个计数器count和一个锁对象lock。使用锁机制和同步机制分别实现了increment()和add()方法，两种方法都会对计数器进行自增操作。在main()方法中，创建了四个线程分别调用increment()和add()方法，最终输出计数器的值。
需要注意的是，当使用锁机制时，需要将increment()方法声明为synchronized方法，这样才能确保多个线程访问该方法时不会出现竞争条件。而当使用同步机制时，则需要在add()方法中使用synchronized代码块，并传入一个锁对象来保证线程同步。
总结
线程同步是Java多线程编程中不可或缺的一个知识点。在多个线程同时访问共享数据时，如果不进行线程同步，就会出现数据不一致的问题。Java提供了锁机制和同步机制来实现线程同步。使用锁机制可以简单地将方法或代码块锁定，确保同一时刻只有一个线程可以访问。而同步机制则可以通过wait()、notify()和notifyAll()三个方法来实现线程的等待和唤醒，从而保证线程同步。在使用线程同步时，需要注意线程安全和死锁等问题。
