"Java并发编程实践-电子书-01章"
在Java并发编程实践中,了解进程与线程的基础知识至关重要。进程是操作系统中运行的实体,它代表了资源的分配单位,而线程则是在一个进程中执行的独立的控制流,是CPU调度的基本单位。在多任务环境下,多个进程可以并发运行,而线程则允许一个进程内同时执行多个不同的任务,提高了系统资源的利用率。
1.1.1 进程
进程包括程序、数据和进程控制块(PCB),它们拥有独立的内存空间,可以并发执行。程序是静态的,而进程是动态的,因为进程有创建、执行、等待和终止等生命周期。进程间的通信(IPC)用于交换数据,如管道、消息队列、共享内存等。
1.1.2 线程
线程是轻量级的进程,它们共享同一个进程的内存空间,包括堆和方法区,但拥有各自的栈和程序计数器。这使得线程间的切换成本低,提高了并发性能。Java通过Thread类和Runnable接口提供线程创建的支持,另外,线程池(ThreadPool)是一种更高效管理线程的方式,可以避免频繁创建和销毁线程的开销。
1.2 创建多线程
- 继承Thread类创建线程:自定义类继承Thread,重写run()方法,然后创建对象并调用start()启动。
- 实现Runnable接口创建线程:创建一个实现了Runnable接口的类,实现run()方法,然后将其实例传递给Thread类的构造函数创建线程。
- 线程池:使用ExecutorService接口和ThreadPoolExecutor类来创建线程池,可以更有效地管理并发线程,如控制并发数、重用线程等。
1.3 线程的基本控制
- Sleep():使当前线程暂停执行指定的时间,释放CPU资源,但不释放锁。
- join():让当前线程等待指定线程结束后再继续执行,有助于控制线程执行顺序。
- Interrupt():中断线程,设置线程的中断标志位,线程可通过检查中断标志决定是否停止执行。
- Stop():不推荐使用,因为它不安全地停止线程,可能导致资源泄露或数据不一致。
- 结束程序执行:通常由main线程结束,所有其他线程也会随之结束,除非已采取措施保证它们的持续运行。
1.4 并发编程实践简述
并发编程涉及到同步、互斥、死锁、活锁、饥饿等问题。Java提供了多种并发工具,如synchronized关键字、Lock接口(ReentrantLock)、Semaphore信号量、CountDownLatch倒计时锁、CyclicBarrier屏障等,帮助开发者构建安全的并发程序。
并发编程需要考虑的问题包括线程安全、性能优化、资源竞争、异常处理等。理解这些基本概念和工具,以及如何在实际项目中应用,是成为Java并发编程专家的关键步骤。参考文献提供了进一步深入学习的资源,对于深入理解和提升并发编程技能非常有帮助。