Java线程 - 编程示例

简介

Java线程是Java虚拟机（JVM）中一种用于实现多任务的机制。通过创建和管理线程，Java程序可以同时执行多个任务，提高程序的性能和响应能力。本文将为程序员介绍Java线程的编程示例。

基本概念

在Java中，线程是Thread类的实例，通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。Java线程通过run()方法执行具体的任务，可以通过设置优先级、暂停、恢复等方式控制线程的行为。

编程示例

下面是一个简单的Java线程示例，通过继承Thread类来创建一个打印数字的线程：

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            System.out.println(i);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上述代码定义了一个名为MyThread的线程类，其中run()方法中包含了一段打印数字的逻辑，每个数字之间暂停500毫秒。通过调用Thread.sleep()方法可以让线程休眠一段时间，模拟线程执行任务的过程。

在主线程中，可以通过创建MyThread类的实例并调用start()方法来启动新的线程：

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

通过start()方法启动线程后，线程会自动调用run()方法中定义的逻辑，执行打印数字的任务。主线程和MyThread线程是同时执行的，但是它们的行为是异步的，由JVM来决定线程的调度顺序。在本例中，MyThread线程的执行流程如下图所示：

线程同步

在Java中，线程之间访问共享资源时可能会出现数据竞争（Data Race）的情况，导致程序产生不可预测的结果。为了避免数据竞争，可以使用线程同步机制来保证共享资源的访问顺序和正确性。

下面是一个使用synchronized关键字实现线程同步的示例，通过synchronized关键字来保证多个线程对共享变量的互斥访问：

public class Counter {
    private int count = 0;

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

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

public class MyRunnable implements Runnable {
    private Counter counter;

    public MyRunnable(Counter counter) {
        this.counter = counter;
    }

    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
            counter.increment();
        }
    }
}

public class ThreadSyncDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Counter counter = new Counter();

        Thread t1 = new Thread(new MyRunnable(counter));
        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable(counter));

        t1.start();
        t2.start();

        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("Final count: " + counter.getCount());
    }
}

上述代码定义了一个名为Counter的计数器类，其中increment()和getCount()方法都使用synchronized关键字来实现线程同步。MyRunnable类实现了Runnable接口，通过Counter对象来共享计数器资源。

在ThreadSyncDemo类中，创建两个线程t1和t2来分别执行MyRunnable逻辑，通过join()方法等待线程执行完成之后，打印最终的计数器值。通过使用synchronized关键字，可以保证多个线程对计数器的互斥访问，避免数据竞争的发生。

结论

Java线程是多任务编程的基本模块，通过使用线程可以提高程序的性能和响应能力。程序员需要掌握Java线程的基本概念和编程技巧，了解如何处理线程同步和数据竞争等常见问题，才能编写高质量的多线程应用。

本文提供了Java线程的编程示例，包括如何创建、启动、暂停和恢复线程，以及如何使用synchronized关键字实现线程同步。程序员可以通过本文中的示例代码，快速入门Java多线程编程，掌握线程编程的基本技巧。