Thread（线程）
线程 = 程序执行的最小单位（一个进程至少有一个线程）。线程内有自己的执行栈、程序计数器（PC），但与同进程内其他线程共享堆内存与进程资源
在java中，线程由java.lang.Thread表示，但我们通常不直接操作裸线程，而用更高层的并发工具（线程池、任务、并发集合等）
一、线程的生命周期与常见操作
状态：NEW、RUNNABLE、BLOCKED / WAITING / TIMED_WAITING、TERMINATED
- NEW：对象创建后，未start()
- RUNNABLE：可运行（包括实际运行或等待运行）
- BLOCKED：等待获取对象监视器（synchronized）
- WAITING：等待其他线程通知（Object.wait()、Thread.join()无超时）
- TERMINATED：run方法返回或抛出异常结束
常用方法：
- start()：启动线程（不要直接调用run，会变成普通方法调用）
- join()：等待线程结束
- sleep()：当前线程休眠（会释放CPU，但不释放锁）
- interrupt()：中断线程（合作式，需要线程内检查isInterrupted()或捕获InterruptedException）
- yield()：礼让（建议少用，平台依赖）
二、创建线程
- 继承Thread
// 问题：单继承限制、职责不清（把任务和线程绑定）
class MyThread extends Thread {public void run() { /* 任务 */ }
}
new MyThread().start();
- 实现Runnable
// 好处：解耦任务和线程、可复用
Runnable task = () -> { /* 任务 */ };
new Thread(task).start();
- 实现Callable + Future（用于返回值 / 异常）
// 支持返回值和抛异常
Callable<Integer> c = () -> 1+2;
Future<Integer> f = executor.submit(c);
Integer result = f.get(); // 阻塞取结果
- 使用线程池（ExecutorService / ThreadPoolExecutor）
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
pool.submit(() -> { /* 任务 */ });
pool.shutdown();
// 不要滥用Executor.*生成的未定制池（可能使用无界队列或者不合适的场景）一般直接构造ThreadPoolExecutor并调参
- ForkJoinPool（分治、并行流）
- 适合CPU密集型、可分解任务（RecursiveTask）。采用工作窃取（work-stealing）
- CompletableFuture（异步组合）
- 异步流式编程supplyAsync、链式 thenApply、异常处理 exceptionally，能把异步任务组合成复杂流程。
- 虚拟线程（Project Loom —— 概念）
- 新一代思想：大量“轻量级线程”由 JVM 管理，降低线程/请求的成本，能用同步编程模型写大并发程序。
- （提示：具体语法/可用性随 JDK 版本变化，写生产代码前确认 JDK 支持情况。）
三、同步与内存可见性
并发核心问题是：共享可变状态会导致竞态、可见性问题
-
synchronized（内置锁）
- 监视器（monitor）：synchronized修饰方法或代码块
- 可重入（同一线程可重复获得同一把锁）
- wait() / notify() / notifyAll()在持锁状态下使用，用于线程间协作
// 特点：保证同一时刻只有一个线程能执行临界区代码，并且进入 / 退出时会触发内存可见性更新/*单例模式（懒汉式加锁） */ public class Singleton {private static Singleton instance;public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;} }/*多线程安全更新共享资源 */ public class Counter {private int count = 0;public synchronized void increment() {count++;}public synchronized int getCount() {return count;} }/*保证集合安全（eg：ArrayList在多线程下不安全，可用Collections.synchronizedList包装） */ -
volatile
- 保证可见性（写入一个volatile变量后，后续读能看到最新值）和禁止指令重排序（对单个变量）
- 不能替代锁来保证复合操作的原子性（比如count++不是原子性）
// 特点：让一个线程修改的变量能立即被其他线程看到；禁止指令重排序。 // 适合 状态标志、开关类变量 /*线程停止标志 */ class Task implements Runnable {private volatile boolean running = true;public void run() {while (running) {// do work...}}public void stop() {running = false; // 立刻被其他线程看到} } /*配置热更新一个后台线程定时刷新配置，把值写入volatile变量，业务线程能马上读到新值 */// 注意：下面这种情况要用synchronized或AtomicInteger -
Lock（java.util.concurrent.locks）
- ReentrantLock：比synchronized更灵活（可中断获取锁、可轮询、可超时），支持Condition（类似多个wait / nottify集合）
- ReadWriteLock：读写分离锁，读多写少场景有利
// 显示锁，比synchronized更灵活，可定时、可中断、支持多个条件队列 /*尝试获取锁（避免死等） */ ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); if (lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {try {// 临界区} finally {lock.unlock();} } else {// 获取锁失败，执行降级逻辑 }/* 读写分离（适合读多写少） */ ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock(); Lock r = rwLock.readLock(); Lock w = rwLock.writeLock(); -
原子类（AtomicInteger / Long / Reference）
- 基于CAS（无锁算法），用于计数等简单场景。注意ABA问题（可用AtomicStampedReference）
// 基于CAS实现的无锁并发，常用于计数器、序列号 /*高性能计数器 */ private AtomicInteger count = new AtomicInteger(); public void increment() {count.incrementAndGet(); }/*并发限流 / 统计QPS、在线人数统计，避免用synchronized降低性能 */ -
内存模型（JMM）要点
- 主内存 + 工作内存（线程本地缓存），写到主内存后其他线程可见。volatile / 锁会产生内存屏障，保证可见性与有序性
四、常用并发工具（java.util.concurrent）
- 线程池：ThreadoolExecutor（核心、最大线程数、队列、饱和策略）
- 阻塞队列：ArrayBlockingQueue，LinkBlockingQueue，PriorityBlockQueue（常用于生产者-消费者）
- 同步辅助类：
CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore,Phaser,Exchanger - 并发集合：
ConcurrentHashMap,CopyOnWriteArrayList,ConcurrentLinkedQueue - ForkJoinPool（并行任务）
- BlockingQueue + ThreadPool：典型生产者-消费者模式
- FutureTask：可作为Runnable也可获取结果，常用于把Callable封装成任务
五、线程安全问题与常见陷阱
- 竞态条件（race condition）：并发修改同一状态导致错误结果
- 死锁（deadlock）：两个或多个线程互相持有对方需要的锁。四要素：互斥、持有并等待、不可剥夺、循环等待
- 活锁（livelock）：线程不断执行但无法取得进展（一直让步）
- 饥饿（starvation）：某线程长期无法获得CPU或锁资源
- 优先级反转（priority inversion）：低优先级线程持锁导致高优先级线程等待
- 内存泄露（ThreadLocal）：线程池中使用ThreadLocal若不remove()，会造成对象无法回收（尤其在容器应用中）
排查工具：jstack（线程dump）、jvisualvm、jconsole、应用日志、线程名 / ID打点、Flight Recorder。线程dump是定位死锁 / 阻塞的利器
六、守护线程（Daemon）vs 用户线程（User）
- 用户线程：只要存在任意用户线程，JVM不会退出
- 守护线程：JVM在所有用户线程结束后会退出，即使守护线程还在跑
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