Java并发编程详解

在现代软件开发中，多线程和并发编程是提高应用程序性能的关键技术之一。Java提供了丰富的并发编程工具，使得开发者能够高效地实现多线程应用。本文将详细介绍Java中的线程和并发工具，探讨线程安全的概念，并分享实现线程安全的方法。

1. Java中的线程

在Java中，线程是程序执行的最小单元。Java提供了Thread类来创建和管理线程。

1.1 创建线程

创建线程可以通过继承Thread类或实现Runnable接口两种方式。

继承Thread类

public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程运行中...");
}

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

实现Runnable接口

public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程运行中...");
}

public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
thread.start();
}
}

2. 并发工具

java.util.concurrent包提供了一套丰富的并发编程工具，包括线程池、同步器、锁等。

2.1 线程池（ExecutorService）

线程池用于管理线程的创建和销毁，提高资源利用率。

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

public class ThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executorService.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行任务: " + Thread.currentThread().getName());
}
});
}
executorService.shutdown();
}
}

2.2 同步器（CountDownLatch）

CountDownLatch是一个同步辅助类，允许一个或多个线程等待直到在其他线程中进行的一组操作完成。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);

for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(new Worker(latch), "Worker" + i).start();
}

latch.await();
System.out.println("所有任务完成");
}

static class Worker implements Runnable {
private final CountDownLatch latch;

public Worker(CountDownLatch latch) {
this.latch = latch;
}

@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在执行");
try {
Thread.sleep(1000); // 模拟任务执行时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
latch.countDown();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 任务完成");
}
}
}