Java并发编程:线程与Runnable、Callable解析
"Java并发基础——线程创建与通信" 在Java并发编程中,线程是实现并发的关键元素,它允许程序同时执行多个任务,从而提高了系统效率和响应性。Java提供了多种方式来创建和管理线程,以适应不同的场景需求。 1. 继承Thread类: 创建线程的一种常见方式是通过继承`Thread`类。在子类中,我们需要重写`run`方法,这是线程执行的主要逻辑。例如,`SimpleThread`类就展示了这一方法,其中`run`方法用于打印线程名和一个计数器。启动线程通过调用`start()`方法完成,这会自动调用`run`方法,并且主线程会等待`start()`方法返回,表明子线程已经结束。在`main`方法中,主线程会打印出自己的名字,即当前正在执行的线程名。 2. 实现Runnable接口: 另一种创建线程的方法是实现`Runnable`接口,然后将实现类的实例传递给`Thread`类的构造函数。`Task`类展示了这种方式,它的`run`方法与`SimpleThread`类似,只是线程名的获取换成了`Thread.currentThread().getName()`。这种方式灵活性更高,因为Java不支持多重继承,而可以实现多个接口。 3. Callable与Future: 对于需要返回结果的线程任务,`Runnable`接口就不够用了,因为其`run`方法没有返回值。这时,我们可以使用`Callable`接口,它定义了一个`call`方法,该方法可以返回一个`V`类型的值。`Future`接口则提供了获取、取消和检查任务状态的方法。为了使用`Callable`,我们需要`ExecutorService`和`Future`,如`ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);`创建一个线程池,然后使用`executor.submit(callable)`提交任务并获取`Future`对象,最后通过`Future.get()`来获取结果。 4. 线程同步与通信: 在多线程环境中,数据一致性问题和资源竞争是常见的挑战。Java提供了多种工具来处理这些问题,如: - `synchronized`关键字:用于控制对共享资源的访问,保证同一时刻只有一个线程可以执行特定代码块。 - `wait()`, `notify()`, `notifyAll()`:这些方法允许线程之间进行通信,一个线程可以通过调用`wait()`释放锁并进入等待状态,直到其他线程调用`notify()`或`notifyAll()`唤醒它。 - `java.util.concurrent`包:提供了高级同步工具,如`Semaphore`(信号量),`CyclicBarrier`(循环屏障)和`CountDownLatch`(倒计时锁)等,它们简化了线程间的协调。 5. volatile关键字: `volatile`关键字可以确保共享变量的修改对所有线程可见,避免了线程工作内存中的副本导致的数据不一致。但要注意,`volatile`不能保证原子性,对于复合操作,可能还需要配合`synchronized`或其他同步机制。 6. ThreadLocal: `ThreadLocal`提供线程局部变量,每个线程都有自己的副本,不会互相干扰,常用于创建线程安全的缓存或存储线程相关的配置。 了解并熟练掌握这些并发基础,是编写高效、稳定的多线程Java程序的关键。通过合理地组织和管理线程,以及正确地同步和通信,开发者可以编写出既安全又高效的并发程序。
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