Java 并发编程是 Java 程序员必须掌握的核心技能之一。在多核处理器日益普及的今天,合理利用并发技术可以显著提高程序的性能和响应速度。

什么是并发?

并发(Concurrency)指的是在同一时间执行多个任务的能力。在 Java 中,并发可以通过多种方式实现,例如线程(Thread)、线程池(ThreadPool)和并发类(如 java.util.concurrent 包中的类)。

Java 线程

线程是 Java 程序中执行任务的基本单位。Java 线程可以通过以下方式创建:

  • 继承 java.lang.Thread
  • 实现 java.lang.Runnable 接口

以下是一个简单的线程创建示例:

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("线程开始执行");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
    }
}

线程同步

由于多个线程可能同时访问共享资源,因此线程同步是并发编程中的一个重要概念。Java 提供了多种同步机制,例如:

  • 同步代码块(synchronized 关键字)
  • 锁(Lock)
  • 原子操作(如 AtomicInteger

以下是一个使用同步代码块同步访问共享资源的示例:

public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

并发工具类

Java 提供了丰富的并发工具类,例如:

  • java.util.concurrent.ExecutorService:线程池
  • java.util.concurrent.Semaphore:信号量
  • java.util.concurrent.CyclicBarrier:循环屏障

以下是一个使用线程池执行任务的示例:

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("任务 " + Thread.currentThread().getName() + " 执行");
            });
        }
        executor.shutdown();
    }
}

总结

Java 并发编程是一个复杂但重要的主题。通过掌握线程、同步机制和并发工具类,您可以编写高效、可靠的并发程序。

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