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在深入线程池和同步机制之前，先打好多线程编程的基础：理解进程与线程的区别、掌握 Thread 类的核心 API，以及了解线程间协作的基本方式。

进程与线程

• 进程：操作系统资源分配的基本单位，拥有独立的内存空间（堆、栈、文件描述符等）。
• 线程：CPU 调度的基本单位，一个进程内的多个线程共享堆内存，但各自拥有独立的栈。

进程 A
├── 线程 A1（栈、程序计数器）
├── 线程 A2（栈、程序计数器）
└── 共享：堆、方法区、文件句柄

进程 B（独立的内存空间，与 A 隔离）

多线程在单进程内共享数据，协作效率高，但需要处理同步问题（避免数据竞争）。

线程的创建

继承 Thread

class DownloadThread extends Thread {
    private final String url;

    DownloadThread(String url) {
        this.url = url;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("下载: " + url + " 在 " + Thread.currentThread().getName());
    }
}

new DownloadThread("https://example.com/file.zip").start();

实现 Runnable（推荐）

Runnable task = () -> {
    System.out.println("任务执行中: " + Thread.currentThread().getName());
};

Thread thread = new Thread(task, "工作线程-1");
thread.start();

Runnable 比继承 Thread 更灵活——类可同时继承其他类。

Thread 核心 API

Thread t = new Thread(() -> {
    try {
        Thread.sleep(2000);              // 休眠 2 秒
    } catch (InterruptedException e) {
        System.out.println("线程被中断");
    }
});

t.setName("worker-1");                   // 设置线程名（便于调试）
t.setDaemon(true);                       // 设为守护线程
t.start();

t.join(1000);                            // 等待 t 最多 1 秒
System.out.println(t.isAlive());         // 是否仍存活

方法	作用
start()	启动线程（JVM 调用 run()）
sleep(long millis)	当前线程休眠（不释放锁）
join() / join(long millis)	等待该线程结束
interrupt()	中断线程（设置中断标志）
isInterrupted()	检查中断标志
setDaemon(boolean)	设为守护线程，需在 start() 前调用
setName(String)	设置线程名
currentThread()	静态方法，返回当前执行线程

守护线程与用户线程

• 用户线程：默认创建的都是用户线程。JVM 等待所有用户线程结束后才退出。
• 守护线程（daemon）：为其他线程提供服务的后台线程。所有用户线程退出后，JVM 会立即终止所有守护线程（不执行 finally 块）。

Thread daemon = new Thread(() -> {
    while (true) {
        // 后台清理任务
    }
});
daemon.setDaemon(true);
daemon.start();

典型守护线程：GC（垃圾回收器）、监控告警线程。

线程中断

Java 的中断是协作式的——一个线程向另一个线程发送"请停止"的信号，由被中断线程自行决定如何响应：

Thread worker = new Thread(() -> {
    while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
        // 正常工作
    }
    System.out.println("收到中断信号，停止工作");
});
worker.start();

Thread.sleep(2000);
worker.interrupt();  // 发送中断信号

• Thread.sleep()、wait()、join() 在阻塞状态下收到中断时会抛出 InterruptedException 并清除中断标志。
• 捕获 InterruptedException 后，通常应恢复中断标志：Thread.currentThread().interrupt()。

wait / notify：线程间协作

wait() 和 notify() 是 Object 类的方法，用于线程间发送信号。它们必须在 synchronized 代码块中调用：

public class MessageQueue {
    private String message;
    private boolean empty = true;

    public synchronized void put(String msg) throws InterruptedException {
        while (!empty) {
            wait();        // 队列非空时等待消费者取出
        }
        message = msg;
        empty = false;
        notifyAll();      // 唤醒所有等待的消费者
    }

    public synchronized String take() throws InterruptedException {
        while (empty) {
            wait();        // 队列为空时等待生产者放入
        }
        empty = true;
        notifyAll();      // 唤醒所有等待的生产者
        return message;
    }
}

• wait() 释放锁并进入 WAITING 状态，直到其他线程调用 notify()/notifyAll()。
• 始终在循环中检查等待条件（防止虚假唤醒）。
• notify() 唤醒一个等待线程，notifyAll() 唤醒所有——大多数场景推荐 notifyAll()。

小结

• 线程是进程内的执行单元，共享堆内存但独立栈；多线程编程的核心挑战是数据竞争和协作。
• 创建线程优先用 Runnable 而非继承 Thread。
• sleep（休眠）、join（等待结束）、interrupt（协作中断）是 Thread 的三大基础操作。
• 守护线程在所有用户线程退出后自动终止，适合后台服务类任务。
• wait/notify 实现线程间协作，必须在 synchronized 块中使用。
• 易错：thread.interrupt() 不会强制终止线程，只是设置标志位。sleep() 中收到中断会抛 InterruptedException 并清空中断标志——需重新设置中断状态。此外，setDaemon(true) 必须在 start() 之前调用，否则抛 IllegalThreadStateException。
• 思考任务：写一个生产者—消费者程序：一个线程每秒生产一个数字（1~10），另一个线程消费并打印平方值，用 wait/notify 实现同步。

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贡献者: 布欧-Lewyon