Java并发教程

Java并发是指通过多线程技术，使Java程序能够同时执行多个任务。在现代计算机中，多个CPU核心和超线程技术变得普遍，因此，使用Java并发技术可以更好地利用计算机资源，提高程序的执行效率和响应能力。

本教程将向你介绍Java中的并发编程基础知识、线程安全与同步、线程池、并发工具等内容。

基础知识

线程

线程是指共享同一进程空间的不同执行流。在Java中，线程是通过java.lang.Thread类来实现的，可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("执行线程任务");
    }
}

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

线程安全与同步

在多线程环境下，多个线程可能会同时对同一个共享资源进行读写，这时就可能出现数据不一致或安全问题。线程安全就是保证多个线程访问共享资源时的正确性和一致性。

Java提供了使用synchronized关键字来实现同步访问共享资源的机制。

public class MyStack {
    private int index = 0;
    private int[] data = new int[10];

    public synchronized void push(int num) {
        data[index++] = num;
    }

    public synchronized int pop() {
        return data[--index];
    }
}

上述代码中，push和pop方法上都加了synchronized关键字，这样就可以保证多个线程在访问push和pop方法时是同步的，避免了数据不一致的问题。

线程池

线程池是实现多线程的一种有效方式，通过线程池可以控制线程的数量和执行顺序，提高程序的性能和效率。

Java提供了使用ThreadPoolExecutor类来实现线程池的机制。

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
  5, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(100));

executor.execute(new RunnableTask());

上述代码中，ThreadPoolExecutor的构造函数接受五个参数：

• corePoolSize：核心线程数
• maximumPoolSize：最大线程数
• keepAliveTime：线程存活时间
• unit：时间单位
• workQueue：任务队列

并发工具

在Java中，还提供了一些并发工具，如CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier等，用于协调多个线程的运行和处理共享资源的情况。

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
  new Thread(() -> {
    try {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始执行");
      Thread.sleep(1000);
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行完毕");
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    } finally {
      latch.countDown();
    }
  }).start();
}

latch.await();
System.out.println("所有线程执行完毕");

上述代码中，使用CountDownLatch实现了等待所有线程执行完毕后再继续执行的机制。

后续内容

以上是Java并发基础知识的简单介绍，接下来我们将继续介绍Java并发高级内容，如原子操作、Lock机制、Fork/Join框架等。