作为一名程序员，多线程是并发编程的基础，也是面试和工作中的高频考点。这篇文章整理自我的学习笔记，核心内容参考了《并发编程实战》《计算机原理》等文献，可能与部分书籍内容重合。它并非零基础入门教程，更适合用于梳理知识体系、复习核心要点，若能帮到同样在巩固多线程知识的你，我会十分荣幸。
一、线程与进程：分清这对 "搭档"
理解多线程，首先要搞懂线程与进程的关系 ------ 进程是线程的 "容器"，二者既有联系又有明确区别，从四个核心维度就能清晰区分：
| 对比维度 | 进程 | 线程 |
|---|---|---|
| 粒度 | 操作系统资源分配的基本单位 | CPU调度和执行的基本单位 |
| 内存 | 占有独立内存空间，进程间内存隔离 | 共享所属进程的内存空间 |
| 稳定性 | 单个进程异常不影响其他进程 | 单个线程崩溃可能导致整个进程异常 |
| 消耗 | 创建 / 销毁需分配回收资源、处理页调度，开销大 | 仅需保存寄存器和栈信息，开销小 |
为什么进程开销比线程大？
关键在于 "资源管理" 的差异：
- 创建 / 终止效率：进程需初始化内存管理、文件管理等资源信息，线程直接共享这些信息，因此线程创建 / 终止更快；
- 切换效率：同一进程的线程共享虚拟内存和页表，切换时无需更换页表；而进程切换需重新加载页表，开销显著更高；
- 数据交互效率：线程间共享进程内存，数据传递无需经过内核；进程间通信则需依赖内核机制（如管道、消息队列），效率更低。
二、线程的 "一生"：从新建到终止
线程的生命周期包含 7 个状态，每个状态的切换都有明确触发条件，搞懂这些就能掌握线程的运行逻辑：
- New（新建） ：在代码中创建线程对象（如
new Thread()），JVM 为其分配内存、初始化成员变量，但此时还未分配 CPU 执行权，不能运行； - Runnable（就绪） ：调用
start()方法后，JVM 为线程创建方法调用栈和程序计数器，线程进入 "等待 CPU" 的就绪状态；此外，sleep()结束、join()结束、线程拿到对象锁等场景，也会让线程进入就绪状态； - Running（运行） ：就绪状态的线程获得 CPU 时间片，开始执行
run()方法中的代码，此时处于运行状态； - Blocked（阻塞） ：运行中的线程因 "获取同步锁失败" 进入阻塞状态（比如进入
synchronized代码块时，锁已被其他线程占用），会被放入锁池的_EntryList队列等待； - Waiting（等待） ：线程执行
wait()、join()、park()等方法后，会进入_WaitSet队列，需等待其他线程调用notify()/notifyAll()唤醒； - Waiting_Timeout（超时等待） ：调用带超时时间的方法（如
wait(1000)、sleep(1000)），线程会在等待超时后自动唤醒，无需依赖其他线程通知； - Terminated（终止） ：线程正常执行完
run()方法，或因异常中断，生命周期彻底结束。
创建线程的 4 种方法，该怎么选？
实际开发中，创建线程主要有 4 种方式，各有适用场景：
- 继承 Thread 类 ：重写
run()方法，调用start()启动。优点是在run()中可直接用this获取当前线程；缺点是 Java 不支持多继承，扩展性受限，且每次新建任务需创建独立线程，损耗较大。 - 实现 Runnable 接口 ：实现
run()方法，将实例传给Thread对象。优点是任务与线程解耦，同一任务可传给多个Thread，适合多线程执行同一任务的场景。 - 实现 Callable 接口 ：实现
call()方法，支持返回执行结果（需配合FutureTask），且能抛出异常，适合需要获取线程执行结果的场景。 - 使用线程池 / 定时器 ：如
Executors、ThreadPoolExecutor，能复用线程、减少创建 / 销毁开销，是生产环境的首选方式。
三、线程中断：别用 "暴力停止"
停止线程是个技术活，直接用stop()"杀死" 线程的方式已被弃用，正确的做法是通过 "通知" 让线程自行终止。
3 种停止线程的方式
- 使用 volatile 退出标志 ：定义
volatile boolean isStop = false，线程在run()中循环判断isStop，外部线程修改isStop = true时，线程正常退出。volatile保证标志的可见性，避免线程读取到旧值。 - 弃用的 stop () 方法 ：调用
stop()会强制终止线程，且不会执行finally中的清理操作（如关闭文件、数据库连接），还可能导致线程持有的锁无法释放，引发死锁，绝对不能用。 - 推荐的 interrupt () 方法：这不是 "强制停止"，而是给线程打一个 "中断标志"，让线程自行判断是否退出，更安全灵活。
interrupt () 与 stop () 的核心区别
| 特性 | stop() | interrupt() |
|---|---|---|
| 作用方式 | 强制杀死线程 | 仅设置中断标志，通知线程 |
| 锁释放 | 不释放持有的锁 | 不直接释放锁，线程可自行处理 |
| 安全性 | 易导致资源泄漏、死锁 | 安全，由线程自主控制退出时机 |
正确使用 interrupt () 的 3 种场景
- 线程处于
sleep()/wait()/join()状态：调用interrupt()会让线程立即退出阻塞，抛出InterruptedException，捕获异常后可执行退出逻辑； - 线程处于 I/O 阻塞（如 Socket 读取）：会抛出
ClosedByInterruptException，同样通过捕获异常处理中断； - 线程正常运行：需通过
Thread.interrupted()或isInterrupted()判断中断标志，若标志为true，则主动退出循环。
3 个中断相关方法的区别
interrupt()：实例方法，给线程设置中断标志，不直接停止线程；interrupted()：静态方法，判断 "当前线程" 是否被中断，会清除中断标志；isInterrupted()：实例方法，判断 "调用该方法的线程" 是否被中断，不清除中断标志。
二者底层调用同一方法，仅参数不同：interrupted()传入true（清除标志），isInterrupted()传入false（不清除）。
中断的典型使用场景
- 某个操作超时（如网络请求超过 5 秒需中止）；
- 一组线程中一个出错，需取消其他所有线程；
- 多线程执行同一任务，只要一个线程成功，其他线程可取消。
四、多线程高频问题：梳理核心概念
最后，整合几个多线程的基础高频知识点，帮你查漏补缺：
1. wait/notify/sleep/yield/join 的区别
| 方法 | 作用 | 是否释放锁 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| wait() | 挂起线程，等待唤醒 | 释放锁 | 必须在synchronized块中调用 |
| notify() | 唤醒对象_WaitSet中的一个线程 |
不释放锁 | 需配合wait()使用，唤醒后需重新竞争锁 |
| sleep(long) | 让线程暂停指定时间 | 不释放锁 | 暂停期间不释放持有的同步锁 |
| yield() | 让线程让出 CPU，回到就绪状态 | 不释放锁 | 不保证其他线程能获取 CPU，可能立即再次执行 |
| join() | 让父线程等待子线程执行完毕 | 不释放锁 | 如主线程调用threadA.join()，会等待threadA执行完再继续 |
join () 的实现原理
主线程调用threadA.join()时，会先获取threadA对象的同步锁，然后进入等待状态；当threadA执行完毕，会调用自身的notifyAll()，唤醒阻塞在threadA锁上的主线程，主线程才能继续执行。
2. 线程上下文切换：为什么会有开销？
线程切换时，CPU 需要保存当前线程的状态（上下文），再加载新线程的状态，整个过程分为 3 步：
- 挂起当前线程，将其 CPU 寄存器、程序计数器等状态存入内存；
- 从内存中加载新线程的上下文，恢复到 CPU 寄存器；
- 跳转到新线程程序计数器指向的代码行，开始执行。
切换的开销来源
- 直接消耗：CPU 寄存器的保存 / 加载、系统调度器执行、TLB（地址转换缓存）重新加载、CPU 流水线清空；
- 间接消耗：多核 CPU 中，线程切换可能导致缓存数据失效，需重新从内存读取，影响性能。
3. 为什么要用多线程？
核心目标是提升硬件利用率，降低延迟、提高吞吐量：
- 单线程下，CPU 和 I/O 设备无法并行（如 CPU 计算时，I/O 空闲；I/O 读取时，CPU 空闲），利用率最高 50%；
- 多线程可让 CPU 和 I/O 并行工作（一个线程计算，一个线程处理 I/O），理论利用率可达 100%；
- 多核 CPU 下，多线程能充分利用多个核心，大幅提高计算效率；单核下虽有切换开销，但仍能提升 I/O 密集型任务的响应速度。
总结
多线程是并发编程的基础，从进程与线程的关系，到线程的生命周期、中断机制，再到核心方法的区别，每个知识点都需要结合场景理解。这篇笔记梳理了多线程的核心框架，后续可结合实际代码（如线程池的使用、死锁的排查）进一步深化，才能真正掌握多线程的实践技巧。