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多线程并发编程是Java编程中重要的一块内容，也是面试重点覆盖区域，所以学好多线程并发编程对我们来说极其重要，下面跟我一起开启本次的学习之旅吧。
1 线程：进程中负责程序执行的执行单元
线程本身依靠程序进行运行
线程是程序中的顺序控制流，只能使用分配给程序的资源和环境
2 进程：执行中的程序
一个进程至少包含一个线程
3 单线程：程序中只存在一个线程，实际上主方法就是一个主线程
4 多线程：在一个程序中运行多个任务
目的是更好地使用CPU资源
在java.lang包中定义, 继承Thread类必须重写run()方法
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class MyThread extends Thread{ private static int num = 0; public MyThread(){ num++; } @Override public void run() { System.out.println("主动创建的第"+num+"个线程"); }} |
创建好了自己的线程类之后，就可以创建线程对象了，然后通过start()方法去启动线程。注意，不是调用run()方法启动线程，run方法中只是定义需要执行的任务，如果调用run方法，即相当于在主线程中执行run方法，跟普通的方法调用没有任何区别，此时并不会创建一个新的线程来执行定义的任务。
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public class Test { public static void main(String[] args) { MyThread thread = new MyThread(); thread.start(); }}class MyThread extends Thread{ private static int num = 0; public MyThread(){ num++; } @Override public void run() { System.out.println("主动创建的第"+num+"个线程"); }} |
在上面代码中，通过调用start()方法，就会创建一个新的线程了。为了分清start()方法调用和run()方法调用的区别，请看下面一个例子：
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public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println("主线程ID:"+Thread.currentThread().getId()); MyThread thread1 = new MyThread("thread1"); thread1.start(); MyThread thread2 = new MyThread("thread2"); thread2.run(); }}class MyThread extends Thread{ private String name; public MyThread(String name){ this.name = name; } @Override public void run() { System.out.println("name:"+name+" 子线程ID:"+Thread.currentThread().getId()); }} |
运行结果：
从输出结果可以得出以下结论：
1）thread1和thread2的线程ID不同，thread2和主线程ID相同，说明通过run方法调用并不会创建新的线程，而是在主线程中直接运行run方法，跟普通的方法调用没有任何区别；
2）虽然thread1的start方法调用在thread2的run方法前面调用，但是先输出的是thread2的run方法调用的相关信息，说明新线程创建的过程不会阻塞主线程的后续执行。
在Java中创建线程除了继承Thread类之外，还可以通过实现Runnable接口来实现类似的功能。实现Runnable接口必须重写其run方法。
下面是一个例子：
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public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println("主线程ID："+Thread.currentThread().getId()); MyRunnable runnable = new MyRunnable(); Thread thread = new Thread(runnable); thread.start(); }} class MyRunnable implements Runnable{ public MyRunnable() { } @Override public void run() { System.out.println("子线程ID："+Thread.currentThread().getId()); }} |
Runnable的中文意思是“任务”，顾名思义，通过实现Runnable接口，我们定义了一个子任务，然后将子任务交由Thread去执行。注意，这种方式必须将Runnable作为Thread类的参数，然后通过Thread的start方法来创建一个新线程来执行该子任务。如果调用Runnable的run方法的话，是不会创建新线程的，这根普通的方法调用没有任何区别。
事实上，查看Thread类的实现源代码会发现Thread类是实现了Runnable接口的。
在Java中，这2种方式都可以用来创建线程去执行子任务，具体选择哪一种方式要看自己的需求。直接继承Thread类的话，可能比实现Runnable接口看起来更加简洁，但是由于Java只允许单继承，所以如果自定义类需要继承其他类，则只能选择实现Runnable接口。
多线程后续会学到，这里暂时先知道一下有这种方法即可。
ExecutorService、Callable、Future这个对象实际上都是属于Executor框架中的功能类。想要详细了解Executor框架的可以访问http://www.javaeye.com/topic/366591 ，这里面对该框架做了很详细的解释。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征，确实很实用，有了这种特征我就不需要再为了得到返回值而大费周折了，而且即便实现了也可能漏洞百出。
可返回值的任务必须实现Callable接口，类似的，无返回值的任务必须Runnable接口。执行Callable任务后，可以获取一个Future的对象，在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了，再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。下面提供了一个完整的有返回结果的多线程测试例子，在JDK1.5下验证过没问题可以直接使用。代码如下：
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/*** 有返回值的线程 */ @SuppressWarnings("unchecked") public class Test { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { System.out.println("----程序开始运行----"); Date date1 = new Date(); int taskSize = 5; // 创建一个线程池 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize); // 创建多个有返回值的任务 List<Future> list = new ArrayList<Future>(); for (int i = 0; i < taskSize; i++) { Callable c = new MyCallable(i + " "); // 执行任务并获取Future对象 Future f = pool.submit(c); // System.out.println(">>>" + f.get().toString()); list.add(f); } // 关闭线程池 pool.shutdown(); // 获取所有并发任务的运行结果 for (Future f : list) { // 从Future对象上获取任务的返回值，并输出到控制台 System.out.println(">>>" + f.get().toString()); } Date date2 = new Date(); System.out.println("----程序结束运行----，程序运行时间【" + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】"); } } class MyCallable implements Callable<Object> { private String taskNum; MyCallable(String taskNum) { this.taskNum = taskNum; } public Object call() throws Exception { System.out.println(">>>" + taskNum + "任务启动"); Date dateTmp1 = new Date(); Thread.sleep(1000); Date dateTmp2 = new Date(); long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime(); System.out.println(">>>" + taskNum + "任务终止"); return taskNum + "任务返回运行结果,当前任务时间【" + time + "毫秒】"; }} |
代码说明：
上述代码中Executors类，提供了一系列工厂方法用于创先线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接口。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
创建固定数目线程的线程池。
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
创建一个可缓存的线程池，调用execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
创建一个单线程化的Executor。
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。
ExecutoreService提供了submit()方法，传递一个Callable，或Runnable，返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算，这调用返回Future对象的get()方法，会阻塞直到计算完成。
在正式学习Thread类中的具体方法之前，我们先来了解一下线程有哪些状态，这个将会有助于后面对Thread类中的方法的理解。
start()方法, 等待CPU进行调度run()方法当需要新起一个线程来执行某个子任务时，就创建了一个线程。但是线程创建之后，不会立即进入就绪状态，因为线程的运行需要一些条件（比如内存资源，在前面的JVM内存区域划分一篇博文中知道程序计数器、Java栈、本地方法栈都是线程私有的，所以需要为线程分配一定的内存空间），只有线程运行需要的所有条件满足了，才进入就绪状态。
当线程进入就绪状态后，不代表立刻就能获取CPU执行时间，也许此时CPU正在执行其他的事情，因此它要等待。当得到CPU执行时间之后，线程便真正进入运行状态。
线程在运行状态过程中，可能有多个原因导致当前线程不继续运行下去，比如用户主动让线程睡眠（睡眠一定的时间之后再重新执行）、用户主动让线程等待，或者被同步块给阻塞，此时就对应着多个状态：time waiting（睡眠或等待一定的事件）、waiting（等待被唤醒）、blocked（阻塞）。
当由于突然中断或者子任务执行完毕，线程就会被消亡。
下面这副图描述了线程从创建到消亡之间的状态：
在有些教程上将blocked、waiting、time waiting统称为阻塞状态，这个也是可以的，只不过这里我想将线程的状态和Java中的方法调用联系起来，所以将waiting和time waiting两个状态分离出来。
注:sleep和wait的区别:
sleep是Thread类的方法,wait是Object类中定义的方法.Thread.sleep不会导致锁行为的改变, 如果当前线程是拥有锁的, 那么Thread.sleep不会让线程释放锁.Thread.sleep和Object.wait都会暂停当前的线程. OS会将执行时间分配给其它线程. 区别是, 调用wait后, 需要别的线程执行notify/notifyAll才能够重新获得CPU执行时间.
对于单核CPU来说（对于多核CPU，此处就理解为一个核），CPU在一个时刻只能运行一个线程，当在运行一个线程的过程中转去运行另外一个线程，这个叫做线程上下文切换（对于进程也是类似）。
由于可能当前线程的任务并没有执行完毕，所以在切换时需要保存线程的运行状态，以便下次重新切换回来时能够继续切换之前的状态运行。举个简单的例子：比如一个线程A正在读取一个文件的内容，正读到文件的一半，此时需要暂停线程A，转去执行线程B，当再次切换回来执行线程A的时候，我们不希望线程A又从文件的开头来读取。
因此需要记录线程A的运行状态，那么会记录哪些数据呢？因为下次恢复时需要知道在这之前当前线程已经执行到哪条指令了，所以需要记录程序计数器的值，另外比如说线程正在进行某个计算的时候被挂起了，那么下次继续执行的时候需要知道之前挂起时变量的值时多少，因此需要记录CPU寄存器的状态。所以一般来说，线程上下文切换过程中会记录程序计数器、CPU寄存器状态等数据。
说简单点的：对于线程的上下文切换实际上就是 存储和恢复CPU状态的过程，它使得线程执行能够从中断点恢复执行。
虽然多线程可以使得任务执行的效率得到提升，但是由于在线程切换时同样会带来一定的开销代价，并且多个线程会导致系统资源占用的增加，所以在进行多线程编程时要注意这些因素。
| 编号 | 方法 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | public void start() |
使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。 |
| 2 | public void run() |
如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的，则调用该 Runnable 对象的 run 方法；否则，该方法不执行任何操作并返回。 |
| 3 | public final void setName(String name) |
改变线程名称，使之与参数 name 相同。 |
| 4 | public final void setPriority(int priority) |
更改线程的优先级。 |
| 5 | public final void setDaemon(boolean on) |
将该线程标记为守护线程或用户线程。 |
| 6 | public final void join(long millisec) |
等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。 |
| 7 | public void interrupt() |
中断线程。 |
| 8 | public final boolean isAlive() |
测试线程是否处于活动状态。 |
| 9 | public static void yield() |
暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。 |
| 10 | public static void sleep(long millisec) |
在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。 |
| 11 | public static Thread currentThread() |
返回对当前正在执行的线程对象的引用。 |
currentThread()方法可以返回代码段正在被哪个线程调用的信息。
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public class Run1{ public static void main(String[] args){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()); }} |
方法sleep()的作用是在指定的毫秒数内让当前“正在执行的线程”休眠（暂停执行）。这个“正在执行的线程”是指this.currentThread()返回的线程。
sleep方法有两个重载版本：
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sleep(long millis) //参数为毫秒sleep(long millis,int nanoseconds) //第一参数为毫秒，第二个参数为纳秒 |
sleep相当于让线程睡眠，交出CPU，让CPU去执行其他的任务。
但是有一点要非常注意，sleep方法不会释放锁，也就是说如果当前线程持有对某个对象的锁，则即使调用sleep方法，其他线程也无法访问这个对象。看下面这个例子就清楚了：
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public class Test { private int i = 10; private Object object = new Object(); public static void main(String[] args) throws IOException { Test test = new Test(); MyThread thread1 = test.new MyThread(); MyThread thread2 = test.new MyThread(); thread1.start(); thread2.start(); } class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { synchronized (object) { i++; System.out.println("i:"+i); try { System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"进入睡眠状态"); Thread.currentThread().sleep(10000); } catch (InterruptedException e) { // TODO: handle exception } System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"睡眠结束"); i++; System.out.println("i:"+i); } } }} |
输出结果：
从上面输出结果可以看出，当Thread-0进入睡眠状态之后，Thread-1并没有去执行具体的任务。只有当Thread-0执行完之后，此时Thread-0释放了对象锁，Thread-1才开始执行。
注意，如果调用了sleep方法，必须捕获InterruptedException异常或者将该异常向上层抛出。当线程睡眠时间满后，不一定会立即得到执行，因为此时可能CPU正在执行其他的任务。所以说调用sleep方法相当于让线程进入阻塞状态。
调用yield方法会让当前线程交出CPU权限，让CPU去执行其他的线程。它跟sleep方法类似，同样不会释放锁。但是yield不能控制具体的交出CPU的时间，另外，yield方法只能让拥有相同优先级的线程有获取CPU执行时间的机会。
注意，调用yield方法并不会让线程进入阻塞状态，而是让线程重回就绪状态，它只需要等待重新获取CPU执行时间，这一点是和sleep方法不一样的。
代码：
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public class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { long beginTime=System.currentTimeMillis(); int count=0; for (int i=0;i<50000000;i++){ count=count+(i+1); //Thread.yield(); } long endTime=System.currentTimeMillis(); System.out.println("用时："+(endTime-beginTime)+" 毫秒！"); }}public class Run { public static void main(String[] args) { MyThread t= new MyThread(); t.start(); }} |
执行结果：
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用时：3 毫秒！ |
如果将 //Thread.yield();的注释去掉，执行结果如下：
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用时：16080 毫秒！ |
start()用来启动一个线程，当调用start方法后，系统才会开启一个新的线程来执行用户定义的子任务，在这个过程中，会为相应的线程分配需要的资源。
run()方法是不需要用户来调用的，当通过start方法启动一个线程之后，当线程获得了CPU执行时间，便进入run方法体去执行具体的任务。注意，继承Thread类必须重写run方法，在run方法中定义具体要执行的任务。
getId()的作用是取得线程的唯一标识
代码：
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public class Test { public static void main(String[] args) { Thread t= Thread.currentThread(); System.out.println(t.getName()+" "+t.getId()); }} |
输出：
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main 1 |
方法isAlive()的功能是判断当前线程是否处于活动状态
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public class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { System.out.println("run="+this.isAlive()); }}public class RunTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { MyThread myThread=new MyThread(); System.out.println("begin =="+myThread.isAlive()); myThread.start(); System.out.println("end =="+myThread.isAlive()); }} |
程序运行结果：
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begin ==falserun=trueend ==false |
方法isAlive()的作用是测试线程是否偶处于活动状态。什么是活动状态呢？活动状态就是线程已经启动且尚未终止。线程处于正在运行或准备开始运行的状态，就认为线程是“存活”的。
有个需要注意的地方
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System.out.println("end =="+myThread.isAlive()); |
虽然上面的实例中打印的值是true,但此值是不确定的。打印true值是因为myThread线程还未执行完毕，所以输出true。如果代码改成下面这样，加了个sleep休眠：
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public static void main(String[] args) throws InterruptedException { MyThread myThread=new MyThread(); System.out.println("begin =="+myThread.isAlive()); myThread.start(); Thread.sleep(1000); System.out.println("end =="+myThread.isAlive()); } |
则上述代码运行的结果输出为false,因为mythread对象已经在1秒之内执行完毕。
在很多情况下，主线程创建并启动了线程，如果子线程中药进行大量耗时运算，主线程往往将早于子线程结束之前结束。这时，如果主线程想等待子线程执行完成之后再结束，比如子线程处理一个数据，主线程要取得这个数据中的值，就要用到join()方法了。方法join()的作用是等待线程对象销毁。
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public class Thread4 extends Thread{ public Thread4(String name) { super(name); } public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(getName() + " " + i); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 启动子进程 new Thread4("new thread").start(); for (int i = 0; i < 10; i++) { if (i == 5) { Thread4 th = new Thread4("joined thread"); th.start(); th.join(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } }} |
执行结果：
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main 0main 1main 2main 3main 4new thread 0new thread 1new thread 2new thread 3new thread 4joined thread 0joined thread 1joined thread 2joined thread 3joined thread 4main 5main 6main 7main 8main 9 |
由上可以看出main主线程等待joined thread线程先执行完了才结束的。如果把th.join()这行注释掉，运行结果如下：
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main 0main 1main 2main 3main 4main 5main 6main 7main 8main 9new thread 0new thread 1new thread 2new thread 3new thread 4joined thread 0joined thread 1joined thread 2joined thread 3joined thread 4 |
用来得到或者设置线程名称。
用来获取和设置线程优先级。
用来设置线程是否成为守护线程和判断线程是否是守护线程。
守护线程和用户线程的区别在于：守护线程依赖于创建它的线程，而用户线程则不依赖。举个简单的例子：如果在main线程中创建了一个守护线程，当main方法运行完毕之后，守护线程也会随着消亡。而用户线程则不会，用户线程会一直运行直到其运行完毕。在JVM中，像垃圾收集器线程就是守护线程。
在上面已经说到了Thread类中的大部分方法，那么Thread类中的方法调用到底会引起线程状态发生怎样的变化呢？下面一幅图就是在上面的图上进行改进而来的：
停止线程是在多线程开发时很重要的技术点，掌握此技术可以对线程的停止进行有效的处理。
停止一个线程可以使用Thread.stop()方法，但最好不用它。该方法是不安全的，已被弃用。
在Java中有以下3种方法可以终止正在运行的线程：
interrupt()方法
在操作系统中，线程可以划分优先级，优先级较高的线程得到的CPU资源较多，也就是CPU优先执行优先级较高的线程对象中的任务。
设置线程优先级有助于帮“线程规划器”确定在下一次选择哪一个线程来优先执行。
设置线程的优先级使用setPriority()方法，此方法在JDK的源码如下：
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public final void setPriority(int newPriority) { ThreadGroup g; checkAccess(); if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) { throw new IllegalArgumentException(); } if((g = getThreadGroup()) != null) { if (newPriority > g.getMaxPriority()) { newPriority = g.getMaxPriority(); } setPriority0(priority = newPriority); } } |
在Java中，线程的优先级分为1~10这10个等级，如果小于1或大于10，则JDK抛出异常throw new IllegalArgumentException()。
JDK中使用3个常量来预置定义优先级的值，代码如下：
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public final static int MIN_PRIORITY = 1;public final static int NORM_PRIORITY = 5;public final static int MAX_PRIORITY = 10; |
线程优先级特性：
在Java线程中有两种线程，一种是User Thread（用户线程），另一种是Daemon Thread(守护线程)。
Daemon的作用是为其他线程的运行提供服务，比如说GC线程。其实User Thread线程和Daemon Thread守护线程本质上来说去没啥区别的，唯一的区别之处就在虚拟机的离开：如果User Thread全部撤离，那么Daemon Thread也就没啥线程好服务的了，所以虚拟机也就退出了。
守护线程并非虚拟机内部可以提供，用户也可以自行的设定守护线程，方法：public final void setDaemon(boolean on) ；但是有几点需要注意：
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synchronized(同步对象){ 需要同步的代码块;} |
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synchronized void 方法名称(){} |
synchronized后续会单独来学习。(●’?’●)
线程和进程有什么区别？
答：一个进程是一个独立(self contained)的运行环境，它可以被看作一个程序或者一个应用。而线程是在进程中执行的一个任务。线程是进程的子集，一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务。不同的进程使用不同的内存空间，而所有的线程共享一片相同的内存空间。别把它和栈内存搞混，每个线程都拥有单独的栈内存用来存储本地数据。
如何在Java中实现线程？
答：
创建线程有两种方式：
一、继承 Thread 类，扩展线程。
二、实现 Runnable 接口。
启动一个线程是调用run()还是start()方法？
答：启动一个线程是调用start()方法，使线程所代表的虚拟处理机处于可运行状态，这意味着它可以由JVM 调度并执行，这并不意味着线程就会立即运行。run()方法是线程启动后要进行回调（callback）的方法。
Thread类的sleep()方法和对象的wait()方法都可以让线程暂停执行，它们有什么区别?
答：sleep()方法（休眠）是线程类（Thread）的静态方法，调用此方法会让当前线程暂停执行指定的时间，将执行机会（CPU）让给其他线程，但是对象的锁依然保持，因此休眠时间结束后会自动恢复（线程回到就绪状态，请参考第66题中的线程状态转换图）。wait()是Object类的方法，调用对象的wait()方法导致当前线程放弃对象的锁（线程暂停执行），进入对象的等待池（wait pool），只有调用对象的notify()方法（或notifyAll()方法）时才能唤醒等待池中的线程进入等锁池（lock pool），如果线程重新获得对象的锁就可以进入就绪状态。
线程的sleep()方法和yield()方法有什么区别？
答：
① sleep()方法给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级，因此会给低优先级的线程以运行的机会；yield()方法只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会；
② 线程执行sleep()方法后转入阻塞（blocked）状态，而执行yield()方法后转入就绪（ready）状态；
③ sleep()方法声明抛出InterruptedException，而yield()方法没有声明任何异常；
④ sleep()方法比yield()方法（跟操作系统CPU调度相关）具有更好的可移植性。
请说出与线程同步以及线程调度相关的方法。
答：
以上就是多线程的一些基础概念，可能总结的不够仔细，多多包涵。后续会针对一些比较重要的知识点单独列出来总结。学好多线程是拿高薪的基础，小伙伴一起加油吧！
该文为本人学习的笔记，方便以后自己跳槽前复习。参考网上各大帖子，取其精华整合自己的理解而成。还有，关注我个人主页的公众号，里面电子书资源有《Java多线程编程核心技术》以及《JAVA并发编程实践》高清版，需要的小伙伴自己取。
《Java多线程编程核心技术》
《JAVA并发编程实践》
Java并发编程：Thread类的使用
关于Java并发编程的总结和思考
JAVA多线程实现的三种方式
个人整理的多线程基础的思维导图,导出的图片无法查看备注的一些信息，所以需要源文件的童鞋可以关注我个人主页上的公众号，回复多线程基础即可获取源文件。
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原文地址：http://www.cnblogs.com/iTlijun/p/5860379.html
