CentOS Java多线程编程指南

CentOS Java多线程编程指南

一、环境准备

1. 安装JDK

   sudo yum install java-1.8.0-openjdk-devel  # 安装JDK 8（推荐）  
   java -version  # 验证安装  
   

2. 开发工具

   • 使用文本编辑器（如vim）或IDE（如IntelliJ IDEA）编写代码。

二、多线程实现方式

1. 继承Thread类

   class MyThread extends Thread {  
       @Override  
       public void run() {  
           System.out.println("线程执行：" + Thread.currentThread().getName());  
       }  
   }  
   public class Main {  
       public static void main(String[] args) {  
           MyThread thread = new MyThread();  
           thread.start();  // 启动线程  
       }  
   }  
   

2. 实现Runnable接口

   class MyRunnable implements Runnable {  
       @Override  
       public void run() {  
           System.out.println("线程执行：" + Thread.currentThread().getName());  
       }  
   }  
   public class Main {  
       public static void main(String[] args) {  
           Thread thread = new Thread(new MyRunnable());  
           thread.start();  
       }  
   }  
   

3. 使用Callable和Future（带返回值）

   import java.util.concurrent.*;  
   class MyCallable implements Callable<Integer> {  
       @Override  
       public Integer call() {  
           return 42;  
       }  
   }  
   public class Main {  
       public static void main(String[] args) throws Exception {  
           ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();  
           Future<Integer> future = executor.submit(new MyCallable());  
           System.out.println("结果：" + future.get());  
           executor.shutdown();  
       }  
   }  
   

三、核心概念与技巧

1. 线程状态

   • 新建（New）：创建线程对象。
   • 就绪（Runnable）：调用start()后等待CPU调度。
   • 运行（Running）：执行run()方法。
   • 阻塞（Blocked/Waiting）：因锁或wait()暂停。
   • 终止（Terminated）：执行结束。

2. 线程同步

   • synchronized关键字：同步代码块或方法，防止资源竞争。

     synchronized (lock) {  
         // 临界区代码  
     }  
     

   • Lock接口：提供更灵活的锁机制（如ReentrantLock）。

     Lock lock = new ReentrantLock();  
     lock.lock();  
     try {  
         // 临界区代码  
     } finally {  
         lock.unlock();  
     }  
     

3. 线程池

   • 使用ExecutorService管理线程，避免频繁创建/销毁线程。

     ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);  // 固定大小线程池  
     executor.submit(() -> System.out.println("任务执行"));  
     executor.shutdown();  
     

四、常见问题与解决方案

1. 死锁

   • 避免循环等待：按固定顺序获取锁，或使用超时机制。
   • 检测工具：通过jstack或VisualVM分析线程状态。

2. 性能优化

   • 减少锁粒度：缩小同步代码块范围，使用读写锁（ReentrantReadWriteLock）提升并发读性能。
   • 避免Thread.sleep()滥用，优先使用wait/notify或Condition。

3. 线程安全集合

   • 使用ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等线程安全类，替代非线程安全的HashMap、ArrayList。

五、调试与工具

• 日志记录：通过System.out.println或日志框架（如Log4j）跟踪线程执行流程。
• 调试工具：
  • jstack：查看线程堆栈信息，定位死锁或阻塞问题。
  • VisualVM：监控线程状态、CPU和内存使用情况。

六、进阶技术

• 并发工具类：
  • CountDownLatch：等待多个线程完成任务。
  • Semaphore：控制同时访问资源的线程数量。
• Fork/Join框架：适合分治任务（如大规模数据并行处理）。

参考资料：