Java 多线程入门:让程序“一心多用”的秘密武器

简介: 本文深入浅出地介绍了Java多线程的核心概念:从进程与线程的区别,到创建线程的两种方式、线程生命周期及线程安全问题。通过实例解析并发与并行的优势,帮助开发者掌握多线程编程技巧,提升程序性能与响应性,同时规避常见陷阱,善用JUC工具构建高效稳定的并发应用。

在现代软件开发中,并发(Concurrency)并行(Parallelism)已成为提升程序性能、改善用户体验的关键技术。而 Java 作为一门企业级主流语言,从诞生之初就对多线程提供了强大且完善的支持。

你是否曾好奇:为什么浏览器能一边下载文件一边播放视频?为什么你的 IDE 能在后台编译代码的同时让你继续编辑?答案就是——多线程

今天,我们就来揭开 Java 多线程的神秘面纱,从零开始理解它的基本原理、创建方式、常见问题以及最佳实践。

什么是线程?什么是多线程?

  • 进程(Process):一个正在运行的程序,拥有独立的内存空间。
  • 线程(Thread):进程中的一个执行单元,是 CPU 调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程,它们共享进程的内存资源(如堆、方法区),但各自拥有独立的栈。

为什么需要多线程?

  • 提高响应性:避免 GUI 程序因耗时操作而卡死(比如点击按钮后后台加载数据)。
  • 提升性能:充分利用多核 CPU,加速计算密集型任务(如图像处理、大数据分析)。
  • 简化建模:将复杂任务拆分为多个独立子任务,逻辑更清晰(如生产者-消费者模型)。

在 Java 中创建线程的两种方式

方式一:继承 Thread 类

class MyThread extends Thread {
   
    @Override
    public void run() {
   
        System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在运行");
    }
}

public class Main {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        MyThread t = new MyThread();
        t.start(); // 启动线程,不要直接调用 run()
    }
}

方式二:实现 Runnable 接口(推荐!)

class MyRunnable implements Runnable {
   
    @Override
    public void run() {
   
        System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在运行");
    }
}

public class Main {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        Thread t = new Thread(new MyRunnable());
        t.start();
    }
}

线程的生命周期

Java 线程有以下几种状态(java.lang.Thread.State):

  • NEW:新建,尚未启动

  • RUNNABLE:可运行(正在运行或等待 CPU 时间片)

  • BLOCKED:阻塞(等待获取锁)

  • WAITING:无限期等待(如调用 wait()、join())
  • TIMED_WAITING:计时等待(如 sleep(1000))
  • TERMINATED:已终止

线程安全与同步

当多个线程同时访问共享资源(如变量、对象)时,可能引发数据不一致问题。

示例:非线程安全的计数器

public class Counter {
   
    private int count = 0;

    public void increment() {
   
        count++; // 实际包含读取-修改-写入三步,非原子操作!
    }

    public int getCount() {
   
        return count;
    }
}

结语

Java 多线程是一把“双刃剑”——用得好,程序如虎添翼;用不好,bug 难以复现、调试困难。但只要掌握基本概念、遵循最佳实践,并善用 JUC 提供的现代并发工具,你就能写出高效、稳定的并发程序。

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