Java 多线程编程入门:线程创建、生命周期与基本控制
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一、线程创建：三种核心方式及其本质
- 继承 Thread 类
- 本质：重写 run() 定义任务逻辑，通过 start() 触发线程执行。
- 局限：单继承机制限制了扩展性，不符合组合优于继承的原则。
- 实现 Runnable 接口
- 本质：将任务与线程解耦，任务逻辑写在 run() 中，由 Thread 实例代理执行。
- 优势：支持多接口实现，任务可被多个线程共享，规避资源竞争风险。
- 实现 Callable + Future 模式
- 本质：通过 call() 方法返回结果，支持异常抛出，由线程池或 FutureTask 管理异步执行。
- 场景：需要获取线程执行结果或处理执行异常时使用。
核心差异：
Runnable/Callable 是任务定义，Thread 是执行载体；
Callable 是 Runnable 的升级版，支持返回值与异常。
二、线程生命周期：6种状态流转与触发条件
新建 NEW
可运行 RUNNABLE
阻塞 BLOCKED
等待 WAITING
限时等待 TIMED_WAITING
终止 TERMINATED
- NEW：new Thread() 后，未调用 start()。
- RUNNABLE：调用 start() 后，线程等待CPU调度（包含操作系统层面的 Running 和 Ready 状态）。
- BLOCKED：
- 触发条件：竞争 synchronized 锁失败，进入锁等待队列。
- WAITING：
- 触发条件：调用 object.wait()、thread.join() 或 LockSupport.park()。
- 唤醒方式：notify()/notifyAll() 或目标线程终止。
- TIMED_WAITING：
- 触发条件：调用 Thread.sleep(long)、object.wait(timeout) 等带超时参数的方法。
- TERMINATED：run() 执行结束或抛出未捕获异常。
关键认知：
RUNNABLE 状态不保证线程正在运行，仅表示“就绪”或“运行中”；
阻塞/等待是 被动行为，由资源竞争或程序逻辑主动触发。
三、线程控制：4大核心手段
1. 线程调度干预
- Thread.yield()：提示调度器让出CPU，但不释放锁，不保证其他线程立即执行。
- 线程优先级（1~10）：
- 仅作为调度器参考，高优先级不保证优先执行（依赖OS实现）。
- 滥用可能导致低优先级线程饿死（Starvation）。
2. 线程协作：join()机制
- 作用：强制调用线程等待目标线程终止（如：主线程等待子线程计算完毕）。
- 原理：底层通过 wait() 实现，当目标线程结束时触发 notifyAll()。
3. 线程中断：interrupt()
- 本质：向线程发送中断请求信号（设置中断标志位），非强制终止。
- 响应逻辑：
- 若线程在 wait()/sleep() 中，抛出 InterruptedException 并清除中断标志；
- 若线程在运行中，需通过 Thread.interrupted() 检测标志并主动终止。
- 正确用法：任务逻辑中循环检查中断状态，实现优雅退出。
4. 守护线程（Daemon Thread）
- 特性：当所有非守护线程结束时，JVM自动终止所有守护线程（如垃圾回收线程）。
- 使用场景：执行辅助性任务（监控、心跳检测等），不可用于资源操作（可能被强制中断导致数据不一致）。
四、新手常见误区
- 混淆 run() 和 start()：
- 直接调用 run() 是同步方法执行，不会启动新线程。
- 误用线程控制手段：
- stop()/suspend()/resume() 已废弃，因其会导致资源未释放或死锁。
- 忽视线程中断的协作性：
- 中断请求需被任务逻辑响应，否则无效。
- 守护线程的资源风险：
- 守护线程中执行文件写入或DB操作，可能因JVM退出导致数据丢失。
五、设计思想：多线程的本质价值
- 核心目标：
- 响应性：避免主线程阻塞（如UI线程）；
- 吞吐量：利用多核CPU并行计算。
- 平衡原则：
- 线程数并非越多越好（上下文切换开销）；
- 任务拆分粒度影响并行效率（Amdahl定律）。