1. Java线程的优先级
在多线程编程中，线程的优先级可以决定线程的执行顺序。在Java中，线程的优先级是一个整数范围从1到10，其中1是最低优先级，10是最高优先级。默认情况下，每个线程都是普通优先级（即5）。你可以通过setPriority（）方法来更改线程的优先级，如下所示：
Thread thread = new Thread();
thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); //设置最低优先级
thread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY); //设置普通优先级
thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //设置最高优先级
Java线程的优先级通常用于确定线程在竞争相同资源时的执行顺序，如在并发访问共享数据时，高优先级线程将优先于低优先级线程访问数据。但它并不能保证高优先级线程总是先执行完毕。线程优先级是操作系统调度线程的一个指标，但并不是唯一的指标，调度器可能会根据其他因素来安排线程的执行（如线程的等待时间、饥饿程度等）。
1.1 线程调度算法
Java线程的优先级这个概念源自于操作系统，对于大多数的操作系统来说，线程执行的优先级是由操作系统内核的线程调度器来决定的。不同的操作系统有着不同的线程调度算法，主要分为三类：
时间片轮转调度
优先级抢占调度
多级反馈队列调度
在Java中，线程的调度机制与操作系统类似，但又有所不同。Java虚拟机的线程调度器是基于抢占式的优先级调度算法，具体的调度策略不同于操作系统的线程调度算法。
1.2 线程优先级的设置
在Java多线程中，线程的优先级可以通过setPriority方法设置。我们可以通过getPriority()方法获得当前线程的优先级。以下代码演示了如何创建一个线程，设置它的优先级并检查它的优先级：
class ThreadDemo extends Thread {
public void run() {
System.out.println("Thread name: " + Thread.currentThread().getName());
System.out.println("Thread priority: " + Thread.currentThread().getPriority());
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ThreadDemo t1 = new ThreadDemo();
ThreadDemo t2 = new ThreadDemo();
t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}
由于线程的优先级是一个相对值，因此我们不能够确定不同操作系统上的实际优先级大小是否相同。比如在Windows上MIN_PRIORITY是1，MAX_PRIORITY是10，而在Linux上MIN_PRIORITY则是0， MAX_PRIORITY是19。
1.3 线程优先级的注意点
在线程编程中，我们要注意以下几个点：
优先级较高的线程不一定会比优先级较低的线程先执行，只是在任意时刻优先级较高的线程更有机会得到执行。
如果两个线程具有相同的优先级，则调度器可能会使用“公平调度算法”来使它们公平竞争CPU。
Java线程的优先级与本地操作系统线程的优先级并不总是直接映射的。
线程优先级不应过度依赖，应该利用更可靠的调度机制来编写多线程程序。
2. 线程优先级的实际应用
2.1 多线程高优先级预处理
将计算机算法应用于处理海量数据时，优化算法效率是非常重要的一个环节。在程序中，当多个线程同时运行相同的任务时，通过设置线程优先级，可以让优先级高的线程先完成任务，从而提高整个程序的效率。下面是代码示例：
class TestThread extends Thread{
public TestThread(String name) {
super(name);
}
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running.");
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is finished.");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new TestThread("Thread 1");
Thread t2 = new TestThread("Thread 2");
Thread t3 = new TestThread("Thread 3");
Thread t4 = new TestThread("Thread 4");
t1.setPriority(10);
t2.setPriority(7);
t3.setPriority(5);
t4.setPriority(1);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
在这个例子中，我们创建了四个线程，并设置它们的优先级。线程t1优先级为10（最高），线程t2优先级为7，线程t3优先级为5，线程t4优先级为1（最低）。四个线程都执行相同的任务，但由于t1的优先级高于其他线程，因此t1将首先完成任务。
2.2 线程调度算法优化
优先级调度算法通常用来调度执行速度更快的线程，但在某些情况下，它可能会引起“线程饥饿”的问题，即某些线程可能会因为被其他线程抢占CPU资源而无法得到调度，从而无法及时完成任务。为了解决这个问题，可以采用更优秀的调度算法，如优先级反馈队列调度算法，RR调度算法等。
2.3 线程执行顺序的指定
在某些情况下，我们需要确保多个线程按照指定的顺序执行。例如，在生产者-消费者模型中，我们需要确保生产者先生产数据，然后再由消费者处理这些数据。为了实现这个目标，可以为不同的线程设置不同的优先级，然后在每个线程的任务中进行相应的判断。
class Producer extends Thread{
public Producer(String name) {
super(name);
}
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is producing data.");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has produced data.");
}
}
class Consumer extends Thread{
public Consumer(String name) {
super(name);
}
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is waiting for data.");
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is consuming data.");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Thread producer = new Producer("Producer");
Thread consumer = new Consumer("Consumer");
producer.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
consumer.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
producer.start();
consumer.start();
}
}
在这个例子中，我们创建了两个线程：一个生产者和一个消费者。Producer线程的优先级设置为最高（10），而Consumer线程的优先级设置为最低（1）。因此，先执行Producer线程，然后再由Consumer线程消费这些数据。
3. 线程优先级的注意事项
3.1 不要过度依赖线程优先级
线程优先级虽然可以影响线程的调度策略，但在实际应用中，我们应该避免过度依赖线程优先级来控制程序的执行顺序。特别是在涉及到多个线程共同访问共享资源时，过度依赖线程优先级可能会导致死锁和其他竞争问题。
3.2 不同操作系统上优先级大小不同
因为不同操作系统的线程调度机制不同，所以线程优先级并不能直接映射到操作系统本身的线程优先级。因此，我们不应过分依赖于线程优先级在不同操作系统上的大小关系。如果线程优先级在特定的应用程序中是必需的，那么可以考虑使用更可靠的调度机制来确保程序的正确性。
3.3 确保线程安全
在多线程编程中，线程安全性是非常重要的。在设置线程优先级时，需要确保线程的任务遵循线程安全性原则，避免出现竞争问题。
4. 总结
在Java中，线程优先级用于控制线程的调度顺序。线程优先级虽然可以影响线程的调度策略，但我们在使用时应该注意以下几点：
优先级高的线程不一定会比优先级低的线程先执行。
Java线程的优先级与本地操作系统线程优先级并不总是直接映射的。
不同操作系统上的线程优先级大小不相同。
在线程编程中，应该避免过度依赖线程优先级。
因此，我们在编写多线程程序时，应该尽可能地避免使用线程优先级来控制程序的执行顺序，而是应该采用更为可靠的调度机制，以确保程序的正确性和稳定性。