《Java 並發編程實戰》學習筆記（一）：線程基礎、Executor、Callable、優先級、Join、共享資源同步

《Java 並發編程實戰》學習筆記（一）：從線程創建到共享資源同步

本文基於《Thinking in Java》並發章節，系統整理線程基礎 API、Executor 框架、Callable/Future、線程優先級、Join 機制，以及共享資源同步的核心手段。

一、定義任務：Runnable vs Thread

• Runnable：任務邏輯與線程控制分離，支持多繼承，適合多線程共享同一任務實例（賣票場景）。
• Thread 子類：重寫 run()，每個實例獨擁任務邏輯，單繼承限制。

class LiftOff implements Runnable {
    int countDown = 10;
    public void run() {
        while (countDown-- > 0) {
            System.out.print("#" + id + "(" + (countDown > 0 ? countDown : "LiftOff!") + "), ");
            Thread.yield(); // 禮讓 CPU，促進併發測試
        }
    }
}

二、Thread 類直接啟動

new Thread(new LiftOff()).start(); // 必須調用 start()，而非 run()

start() 完成線程初始化並調用 run()；直接調用 run() 只是普通方法調用，無新線程。

三、Executor 框架：線程生命週期管理

JDK 5+ 推薦使用 ExecutorService 替代手動 new Thread。

ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 5; i++) exec.execute(new LiftOff());
exec.shutdown(); // 拒絕新任務，等待已提交任務完成

四、Callable & Future：從任務獲取返回值

• Runnable 無返回值；Callable<V> 返回 V 並可拋異常。
• submit(Callable) 返回 Future<V>，get() 阻塞獲取結果。

class TaskWithResult implements Callable<String> {
    int id;
    public String call() { return "result of " + id; }
}
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
List<Future<String>> futures = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) futures.add(exec.submit(new TaskWithResult(i)));
for (Future<String> f : futures) System.out.println(f.get()); // 阻塞等待結果
exec.shutdown();

五、線程優先級：提示調度器

• 範圍：MIN_PRIORITY=1 ~ NORM_PRIORITY=5 ~ MAX_PRIORITY=10。
• 非強制：調度器傾向高優先級，但不保證。
• 設置：thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY)。

class SimplePriorities implements Runnable {
    int priority;
    public void run() {
        Thread.currentThread().setPriority(priority);
        while (true) { /* 密集計算 */ Thread.yield(); }
    }
}
exec.execute(new SimplePriorities(Thread.MAX_PRIORITY)); // 高優先級搶佔更多 CPU

六、Thread.join()：等待線程終止

• t.join()：當前線程阻塞，直到 t 結束。
• t.join(millis)：帶超時等待。
• 可中斷：InterruptedException。

class Sleeper extends Thread { /* sleep 固定時間 */ }
class Joiner extends Thread {
    Sleeper s;
    public void run() {
        try { s.join(); } catch (InterruptedException e) { ... }
        System.out.println(getName() + " join completed");
    }
}
Sleeper s = new Sleeper("S", 1500);
new Joiner("J", s).start();
s.interrupt(); // 中斷睡眠，Joiner 捕獲異常繼續

七、共享受限資源：同步基礎

多線程並發修改共享變量導致競態條件：

class Counter implements Runnable {
    static int counter = 0;
    public void run() { for (int i=0; i<1_000_000; i++) counter++; }
}
// 10 線程並發，結果遠小於 10_000_000

Java 提供三大同步手段：

後續將深入講解：synchronized 鎖升級、ReentrantLock AQS 原理、volatile 內存語義、ThreadLocal 隔離等進階主題。

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