Каковы основы работы с многопоточностью (Multithreading) в Java?

Многопоточность в Java — это выполнение нескольких потоков (threads) внутри одного процесса для параллельной или конкурентной обработки задач.

1. Создание и запуск потока:

• Через Runnable (предпочтительнее):

  Runnable task = () -> {
      System.out.println("Выполняется в потоке: " + Thread.currentThread().getName());
  };
  Thread thread = new Thread(task);
  thread.start(); // Важно: start(), а не run()

• Через наследование Thread:

  class MyThread extends Thread {
      @Override
      public void run() { /* логика */ }
  }
  new MyThread().start();

2. Синхронизация и безопасность потоков:

• Ключевое слово synchronized:

  public synchronized void method() { /* ... */ } // Синхронизация по экземпляру (this)
  
  synchronized (lockObject) { // Синхронизация по произвольному объекту
      // критическая секция
  }

• Использование атомарных классов (java.util.concurrent.atomic):

  AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
  counter.incrementAndGet(); // Атомарная операция

• Ключевое слово volatile: Гарантирует видимость изменений переменной для всех потоков (но не атомарность составных операций).

3. Управление пулами потоков (ExecutorService):

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4); // Пул из 4 потоков
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executor.submit(() -> System.out.println("Task " + i));
}
executor.shutdown(); // Остановка после выполнения всех задач

4. Потокобезопасные коллекции: Используйте их вместо ручной синхронизации.

• ConcurrentHashMap
• CopyOnWriteArrayList
• BlockingQueue (например, ArrayBlockingQueue)

5. Распространённые проблемы:

• Состояние гонки (Race Condition): Несогласованный доступ к общим данным.
• Взаимная блокировка (Deadlock): Два или более потока бесконечно ждут друг друга.
• Голодание (Starvation): Поток не получает доступа к ресурсам.

Современный подход: Для асинхронных вычислений и композиции задач используйте CompletableFuture (Java 8+).