Java 多線程核心知識體系與入門實戰代碼

為什麼需要多線程？

• 模型簡化：將複雜任務拆解為多個獨立子任務並行執行
• GUI 響應性：避免輸入/輸出阻塞導致界面凍結
• 多核 CPU 利用：並行計算充分發揮硬件性能
• 異步處理：非阻塞執行耗時操作（IO、網絡、計算）

Java 多線程核心特性

• main 方法本身即主線程入口
• 線程間並發無序，線程內部順序執行
• 共享堆內存數據，存在可見性與原子性問題

主要風險

創建線程的兩種標準方式

1. 繼承 Thread 類

public class ThreadTest extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) System.out.println("thread:" + i);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new ThreadTest().start();
        for (int i = 0; i < 10; i++) System.out.println("main:" + i);
    }
}

2. 實現 Runnable 接口（推薦）

public class RunnableTest implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) System.out.println("thread:" + i);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new RunnableTest()).start();
        for (int i = 0; i < 10; i++) System.out.println("main:" + i);
    }
}

優勢：避免單繼承限制，任務與執行分離，便於線程池復用。

線程池技術

通過 Executors 工廠快速創建：

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(99);
pool.execute(new TaskThread("t1"));
pool.execute(new TaskThread("t2"));

常用池類型：

• newFixedThreadPool：固定大小，適合負載穩定場景
• newCachedThreadPool：可伸縮，適合大量短任務
• newSingleThreadExecutor：串行執行，保證順序
• newScheduledThreadPool：定時/周期任務

進階學習路線

1. 線程安全：synchronized、Lock、volatile、原子類
2. 線程協作：wait/notify、Condition、CountDownLatch、CyclicBarrier
3. 並發容器：ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、阻塞隊列
4. 執行框架：Future、CompletableFuture、ForkJoinPool

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