Java多线程是Java语言中的一项重要特性。多线程允许程序并发执行多个任务，让程序能够更高效地利用计算资源和提高相应速度。本文将从多个方面阐述Java多线程基础，包括线程创建、状态转换、同步与锁、线程池等。
一、线程创建
Java多线程的创建有两种方式：继承Thread类和实现Runnable接口。推荐使用实现Runnable接口的方式，因为这种方式可以更好地遵循面向对象设计原则，以及可以避免Java不支持多重继承的问题。
1. 继承Thread类
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
// 这里放置线程需要执行的代码
}
}
// 创建线程实例并启动
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
上述代码定义了一个线程类MyThread，重写了父类Thread中的run()方法，该方法中存放了线程需要执行的方法。创建线程实例后，调用start()方法启动线程。需要注意的是，直接调用run()方法不会启动一个新的线程，而是在当前线程中执行run()方法。
2. 实现Runnable接口
public class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
// 这里放置线程需要执行的代码
}
}
// 创建线程实例并启动
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(myRunnable);
thread.start();
上述代码定义了一个实现了Runnable接口的线程类MyRunnable。创建线程实例时，传入实例化的MyRunnable对象，并调用该线程的start()方法启动线程。
二、线程状态转换
线程在执行的过程中会发生状态，常见的状态有5种：新建状态、可运行状态、阻塞状态、等待状态、终止状态。线程状态转换如下：
1. 线程状态获取
线程状态可以使用getState()方法获得。该方法返回一个Thread.State枚举值，该枚举中定义了线程的所有状态。示例代码如下：
Thread thread = new Thread(() -> {
// 执行任务
});
thread.start();
Thread.State state = thread.getState(); // 获取线程状态
2. 线程状态转换演示
通过以下代码，可以演示线程状态的转换过程：
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread t = new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程已启动");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程已结束");
});
System.out.println(t.getName()+" 线程状态："+t.getState()); // NEW
t.start();
System.out.println(t.getName()+" 线程状态："+t.getState()); // RUNNABLE
Thread.sleep(500);
System.out.println(t.getName()+" 线程状态："+t.getState()); // TIMED_WAITING
Thread.sleep(1000);
System.out.println(t.getName()+" 线程状态："+t.getState()); // TERMINATED
}
}
运行结果：
Thread-0 线程状态：NEW Thread-0 线程状态：RUNNABLE Thread-0 线程状态：TIMED_WAITING Thread-0 线程状态：TERMINATED
三、同步与锁
在多线程运行中，可能存在多个线程同时访问共享资源的情况，会导致数据不一致的问题。为了避免这种情况，需要使用同步与锁机制。
1. synchronized同步
synchronized是一种保证线程安全的机制，它可以修饰方法和代码块。在方法上添加synchronized关键字，可以实现对整个方法的同步。
public synchronized void synchronizedMethod() {
// synchronize方法体
}
在代码块上添加synchronized关键字，可以实现对指定代码块的同步。
public void method(){
synchronized(this){
// synchronize代码块
}
}
2. Lock锁机制
Lock是JDK提供的另一种线程同步机制，相比synchronized，Lock锁更加灵活，能够实现更细粒度的锁定。一个Lock锁可以同时被多个线程持有，线程使用完后必须释放锁。
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock(); // 上锁
try {
// lock代码块
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}
四、线程池
在进行多线程编程时，经常使用线程池来提高执行效率。Java语言提供了线程池的支持，可以充分利用CPU，提高程序的执行效率。
1. ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor是Java中的线程池实现，它可以自动管理和调度线程，并且可以实现线程池定制化，非常灵活。以下是ThreadPoolExecutor的构造函数：
ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, // 线程池中核心线程数
int maximumPoolSize, // 线程池中最大线程数
long keepAliveTime, // 非核心线程空闲时间
TimeUnit unit, // keepAliveTime的单位
BlockingQueue workQueue, // 任务队列
ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂
RejectedExecutionHandler handler // 任务被拒绝时的处理方式
)
2. 线程池示例
以下代码演示了如何使用线程池实现多线程：
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
for(int i = 0; i < 10; i++) {
executorService.execute(() -> {
// 执行任务
});
}
executorService.shutdown();
以上代码创建了一个FixedThreadPool类型的线程池，指定了线程池中核心线程数为5，最大线程数为5，当线程空闲时间达到1秒时，非核心线程将被回收。线程池接受10个任务，通过execute()方法执行任务，线程池在执行完任务后将被关闭。
总结
本文介绍了Java多线程的基础知识，包括线程的创建、状态转换、同步与锁、线程池等方面。通过学习和实践，可以更好地掌握Java多线程编程。
