Java多线程编程实战指南

1. 线程基础概念

线程状态
NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED
线程优先级
1-10的整数，默认为5，数字越大优先级越高
守护线程
后台线程，当所有用户线程结束时，守护线程会自动结束

线程创建方式


// 1. 继承Thread类
class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行代码
    }
}

// 2. 实现Runnable接口
class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行代码
    }
}

// 3. 使用Lambda表达式
Thread thread = new Thread(() -> {
    // 线程执行代码
});

// 4. 使用线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
executor.submit(() -> {
    // 线程执行代码
});

2. 线程同步机制

2.1 synchronized关键字


public class Counter {
    private int count = 0;
    
    // 同步方法
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
    
    // 同步代码块
    public void decrement() {
        synchronized(this) {
            count--;
        }
    }
}

2.2 Lock接口


private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition = lock.newCondition();

public void method() {
    lock.lock();
    try {
        // 临界区代码
        while(条件不满足) {
            condition.await();
        }
        // 执行业务逻辑
        condition.signalAll();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

死锁预防

避免嵌套锁
固定加锁顺序
使用超时机制
使用tryLock()方法

3. 线程池应用

3.1 常用线程池


// 固定大小线程池
ExecutorService fixedPool = Executors.newFixedThreadPool(5);

// 缓存线程池
ExecutorService cachedPool = Executors.newCachedThreadPool();

// 单线程池
ExecutorService singlePool = Executors.newSingleThreadExecutor();

// 调度线程池
ScheduledExecutorService scheduledPool = 
    Executors.newScheduledThreadPool(5);

3.2 自定义线程池


ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    5,                      // 核心线程数
    10,                     // 最大线程数
    60L,                    // 空闲线程存活时间
    TimeUnit.SECONDS,       // 时间单位
    new LinkedBlockingQueue<>(100),  // 任务队列
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()  // 拒绝策略
);

4. 并发工具类

4.1 CountDownLatch


CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);

// 工作线程
new Thread(() -> {
    // 执行任务
    latch.countDown();
}).start();

// 等待所有任务完成
latch.await();

4.2 CyclicBarrier


CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {
    // 所有线程到达屏障时执行
    System.out.println("All threads arrived");
});

// 等待其他线程
barrier.await();