多线程编程是现代软件开发中提升性能和响应能力的重要技术,而“多线程思维导图”则是一种系统化梳理多线程核心概念、原理及实践方法的工具，帮助开发者从全局视角理解多线程的复杂体系，以下从核心概念、线程状态与生命周期、同步机制、线程池、常见问题及解决方案六个维度展开，并通过表格对比关键知识点，最后附相关问答。
多线程的核心在于“并发”与“并行”的区别，并发指多个任务交替执行（单核CPU通过时间片轮转实现），并行则指多个任务同时执行（多核CPU真正并行），线程是进程内的执行单元，共享进程资源（如内存、文件句柄），但拥有独立的栈空间和程序计数器，线程的创建方式在Java中包括继承Thread类、实现Runnable接口，以及实现Callable接口（可返回结果），其中实现Runnable/Callable接口更符合“优先组合而非继承”的设计原则。
线程的生命周期包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）和死亡（Terminated）五个状态，新建状态通过new Thread()创建；就绪状态调用start()后等待CPU调度；运行状态获得CPU执行权；阻塞状态因等待锁、I/O或休眠（sleep）等原因暂停，需等待特定条件才能恢复就绪；死亡状态则因线程执行完毕或被强制终止（stop()已废弃，建议通过标志位控制），线程状态转换是理解多线程行为的基础，调用wait()会使线程进入等待队列，需通过notify()/notifyAll()唤醒。
同步机制是多线程编程的核心难点,主要解决线程安全问题，内置锁（synchronized）通过修饰方法或代码块实现，确保同一时间只有一个线程进入临界区，但可能引发死锁，显式锁（ReentrantLock）提供更灵活的锁定机制，支持公平锁、非公平锁及tryLock()超时控制，需手动unlock()，volatile关键字保证变量的可见性（禁止指令重排序），但不保证原子性；原子类（如AtomicInteger）通过CAS（Compare-And-Swap）操作实现无锁并发，适用于高竞争场景，线程本地存储（ThreadLocal）为每个线程提供独立变量副本，避免线程间数据竞争。
线程池是多线程管理的优化手段,通过复用线程减少创建/销毁开销，并控制并发数，Java中的ThreadPoolExecutor核心参数包括核心线程数（corePoolSize）、最大线程数（maximumPoolSize）、工作队列（workQueue）、拒绝策略（handler）等，合理配置参数可避免资源耗尽，Executors工具类提供了预定义线程池（如FixedThreadPool、CachedThreadPool），但需注意其潜在风险（如CachedThreadPool线程数无限制可能引发OOM），CompletableFuture是Java 8引入的异步编程工具，支持函数式风格和链式调用，简化多线程任务编排。
多线程常见问题包括死锁、活锁、上下文切换和性能瓶颈，死锁由“循环等待、互斥、不可剥夺、请求与保持”四个条件触发，可通过破坏循环等待（按顺序加锁）、超时锁等方式避免；活锁指线程因互相谦让而无法推进，可通过随机化响应策略解决，上下文切换是操作系统保存/恢复线程状态的过程，频繁切换会消耗CPU资源，可通过减少锁竞争、使用无锁数据结构优化，性能瓶颈需结合工具（如JConsole、VisualVM）分析，重点关注CPU利用率、锁竞争和线程阻塞时间。
以下是线程池核心参数对比表：
| 参数名 | 作用 | 默认值 | 推荐配置场景 |
|---|---|---|---|
| corePoolSize | 核心线程数（常驻线程） | 1 | CPU密集型：N+1（N为CPU核心数） |
| maximumPoolSize | 最大线程数（核心+临时线程） | Integer.MAX_VALUE | IO密集型：可设置较大值（如2N） |
| keepAliveTime | 临时线程空闲存活时间 | 0ms | 根据任务频率调整，避免频繁创建销毁 |
| workQueue | 任务队列（有界/无界） | LinkedBlockingQueue | 有界队列（如ArrayBlockingQueue）防OOM |
相关问答FAQs：
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问：synchronized和ReentrantLock有什么区别？
答：synchronized是Java内置关键字，使用简单但功能有限（不支持公平锁、超时等）；ReentrantLock是显式锁，支持公平锁、可中断锁、tryLock()超时控制，需手动释放锁，但可能引发死锁（需在finally中unlock），ReentrantLock在竞争激烈时性能更优，而synchronized在JDK 6后优化了锁升级（偏向锁→轻量级锁→重量级锁），简单场景下更易用。 -
问：ThreadLocal会导致内存泄漏吗？为什么？如何避免？
答：会，ThreadLocal的引用（Entry）被线程的ThreadLocalMap持有，而ThreadLocalMap的key是弱引用，value是强引用，当ThreadLocal被回收后，key变为null，但value因强引用无法被回收，若线程长期存活（如线程池），会导致内存泄漏，避免方法：使用ThreadLocal后，务必调用remove()清理变量，特别是在线程池等复用线程的场景中。
