Java 多线程与并发编程·Java 工程师必知必会 |
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Java 多线程与并发编程是 Java 工程师必须掌握的重要技能之一。随着计算机硬件性能的不断提升，多核 CPU 成为主流，开发高并发应用已成为越来越重要的需求。本文将介绍 Java 多线程与并发编程的基本概念和技术，包括线程、锁、同步机制、线程池、并发集合和并发编程的实践案例。 线程 线程是进程的一部分，是程序执行的最小单位。Java 中的线程是通过 Thread 类实现的。在 Java 中，线程有五个状态：新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态和终止状态。通常使用 start 方法启动一个新线程，使用 join 方法等待线程执行完毕，使用 sleep 方法暂停线程的执行。以下是一个简单的线程实例： public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("Hello from thread " + Thread.currentThread().getName()); } public static void main(String[] args) { MyThread thread1 = new MyThread(); MyThread thread2 = new MyThread(); thread1.start(); thread2.start(); } }锁和同步机制 在多线程编程中，需要使用锁和同步机制来保证线程安全。 Java 中提供了多种锁和同步机制，包括 synchronized 关键字、ReentrantLock 类、CountDownLatch 类、Semaphore 类等。 synchronized 关键字是 Java 中最常用的同步机制，可以用来保护临界区资源的访问，防止多个线程同时访问造成数据不一致的问题。以下是一个使用 synchronized 实现线程安全的计数器的例子： public class Counter { private int count; public synchronized void increment() { count++; } public synchronized int getCount() { return count; } }ReentrantLock 类是一个可重入锁，它提供了与 synchronized 关键字相似的同步功能，但更加灵活和可控。 以下是一个使用 ReentrantLock 实现线程安全的计数器的例子： public class Counter { private int count; private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void increment() { lock.lock(); try { count++; } finally { lock.unlock(); } } public int getCount() { lock.lock(); try { return count; } finally { lock.unlock(); } } }线程池 线程池是多线程编程中的一种常用技术，它可以管理和复用线程，提高程序的性能和可维护性。 Java 中提供了 Executor 框架和 ThreadPoolExecutor 类来实现线程池。以下是一个使用 ThreadPoolExecutor 实现的线程池例子： public public class ThreadPoolExample { public static void main(String[] args) { ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2); for (int i = 0; i v == null ? 1 : v + 1); } public int getCount(String key) { return counter.get(key); } }并发编程实践 下面介绍一个简单的并发编程实践：多线程下载器。该下载器使用多个线程同时下载一个文件，从而加快下载速度。 public class MultiThreadDownloader { private URL url; private int threadCount; public MultiThreadDownloader(String urlString, int threadCount) throws MalformedURLException { this.url = new URL(urlString); this.threadCount = threadCount; } public void download() throws IOException, InterruptedException { HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection(); int fileSize = connection.getContentLength(); connection.disconnect(); int blockSize = fileSize / threadCount + 1; CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount); for (int i = 0; i |
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