多线程不再难懂！用生活例子讲透 Java 线程与并发工具
一、多线程基础概念
进程 vs 线程
| 类型 | 定义 | 示例 |
|---|---|---|
| 进程 | 操作系统资源分配的基本单位 | 如一个 QQ 程序就是一个进程 |
| 线程 | CPU 调度执行的基本单位 | 如 QQ 中的文字聊天、视频聊天是不同线程 |
️ 形象比喻：
进程 = 餐厅
线程 = 服务员
餐厅可以有多个服务员同时工作，但共享餐厅资源（如厨房、餐具）。
创建线程的三种方式
方式1：继承 Thread 类
class MyThread extends Thread {
public void run() {
System.out.println("我爱Java");
}
}
方式2：实现 Runnable 接口
class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("Java也爱我");
}
}
方式3：使用 Callable 和 Future
class MyCallable implements Callable {
public String call() {
return "双向奔赴的爱情";
}
}
✅ 推荐方式：
使用 Runnable / Callable 可避免单继承限制
Callable 支持返回值和抛异常
二、线程状态与生命周期
线程在其生命周期中会经历以下 6种状态：
| 状态 | 描述 |
|---|---|
| NEW | 线程刚创建，尚未启动 |
| RUNNABLE | 线程正在运行或等待 CPU 时间片 |
| BLOCKED | 等待进入 synchronized 代码块/方法 |
| WAITING | 无限期等待其他线程唤醒 |
| TIMED_WAITING | 在指定时间内自动唤醒（如 sleep、wait(timeout)） |
| TERMINATED | 线程执行完毕或异常终止 |
形象比喻：
线程就像在玩滑梯：
NEW → 在排队准备上滑梯
RUNNABLE → 正在滑下来
BLOCKED → 滑梯口被别人占着了
WAITING → 在休息区等下次再玩
TIMED_WAITING → 看了眼手表，知道过会儿就能继续玩
TERMINATED → 家长喊回家吃饭了
三、线程同步与通信
1. synchronized 关键字
方法锁
public synchronized void method() {
// 同步代码
}
代码块锁
synchronized(obj) {
// 同步代码
}
2. Lock 接口（更灵活）
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
// 执行代码
} finally {
lock.unlock();
}
3. 线程间通信机制
synchronized(obj) {
while (条件不满足) {
obj.wait(); // 等待
}
// 执行操作
obj.notifyAll(); // 唤醒其他线程
}
形象比喻：
线程通信就像情侣微信聊天：
wait() = “你先说...”
notify() = “收到！轮到我说了”
notifyAll() = 喊了一嗓子“开全体会议啦！”
四、线程池详解 ♀️
1. 四种常见线程池类型
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3); // 固定大小
ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); // 缓存型（按需创建）
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); // 单线程
ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(2); // 调度型（支持定时任务）
2. 自定义线程池（推荐）
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
5, // 核心线程数
10, // 最大线程数
60, // 空闲线程存活时间
TimeUnit.SECONDS, // 时间单位
new LinkedBlockingQueue<>(100), // 工作队列
Executors.defaultThreadFactory(), // 线程工厂
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 拒绝策略
);
形象比喻：
线程池就像外卖骑手团队：
核心骑手：常驻员工
临时骑手：高峰期加派人手
等待任务队列：排队处理的订单
拒绝策略：超负荷时怎么处理新订单
五、并发工具类
1. CountDownLatch（倒计时门闩）
适用于主线程等待多个子线程完成后再继续执行。
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
// 子线程调用
latch.countDown();
// 主线程等待
latch.await();
形象比喻：
就像火箭发射倒计时："3...2...1...起飞！"
2. CyclicBarrier（循环屏障）
适用于多个线程相互等待，直到都到达某个屏障点后一起继续执行。
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {
System.out.println("大家都到了，开始聚餐！");
});
barrier.await();
形象比喻：
就像朋友约饭："小明到饭店了..."、"小红到饭店了..."、"小刚终于到了！上菜！"
3. Semaphore（信号量）
用于控制同时访问的线程数量，常用于资源池管理、限流等场景。
Semaphore semaphore = new Semaphore(2); // 允许2个线程同时访问
semaphore.acquire(); // 获取许可
try {
// 执行代码
} finally {
semaphore.release(); // 释放许可
}
形象比喻：
就像停车场管理："入口处取卡进场"、"出场还卡"
六、总结 ✅
| 模块 | 核心内容 |
|---|---|
| 基础概念 | 进程与线程区别、创建线程的三种方式 |
| 线程状态 | 6种状态及转换流程 |
| 同步与通信 | synchronized、ReentrantLock、wait/notify |
| 线程池 | 内置线程池与自定义线程池配置 |
| 并发工具 | CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore |
学习建议：
多写示例代码，动手实践是掌握并发的关键
结合日志调试观察线程切换和状态变化
实际项目中优先使用线程池 + FutureTask 或 CompletableFuture