淺析 Java 線程機制：從創建到同步的完整指南

一、線程基本概念

線程是進程內部的順序控制流。一個進程對應一個任務，線程則是任務中的一條執行路徑。多進程指操作系統同時運行多個程序；多線程指同一應用內多條執行路徑並發。Java 通過 java.lang.Thread 實現線程，JVM 啟動時創建主線程（執行 main()），新線程通過 Thread 實例的 run() 方法執行，調用 start() 啟動。

二、線程創建與啟動的兩種方式

1. 實現 Runnable 接口（推薦）

• 定義類實現 Runnable，實現 run() 定義線程體。
• Thread t = new Thread(runnableTarget);
• 優點：避免單繼承限制；多線程可共享同一 Runnable 實例的數據。
• 可用 Thread.currentThread() 獲取當前線程引用。

2. 繼承 Thread 類

class MyThread extends Thread {
    public void run() { ... }
}
MyThread t = new MyThread();

三、線程控制核心方法

四、線程同步：生產者-消費者模式

使用 synchronized、wait()、notify() 實現線程安全的緩衝區：

class ProductBox {
    Product[] box = new Product[6];
    int index = 0;

    public synchronized void push(Product p) {
        while (index == box.length) {
            try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        }
        notify();
        box[index++] = p;
    }

    public synchronized Product pop() {
        while (index == 0) {
            try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        }
        notify();
        return box[--index];
    }
}

Producer 與 Consumer 實現 Runnable，共享 ProductBox 實例，通過 wait/notify 協作。主程序啟動兩線程，設置生產者優先級較高演示調度效果。

五、關鍵點總結

• 同步鎖對象：synchronized 方法鎖 this；靜態方法鎖 Class 對象；代碼塊可指定任意對象。
• wait/notify 必須在同步塊中，否則拋 IllegalMonitorStateException。
• while 而非 if 檢查條件：防止虛假喚醒。
• 現代開發建議使用 java.util.concurrent 包（BlockingQueue、ReentrantLock 等）替代底層同步。