Java并发编程实践:线程与进程详解
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更新于2024-07-28
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资源共享"的策略,使得多个程序可以同时在计算机系统中运行,即并发执行。并发执行的程序被称为进程。每个进程都有自己的内存空间,包括代码、数据和堆栈等资源,它们在各自的内存空间中独立运行,互不干扰。但是,进程间可以通过特定机制,如信号量、管道、共享内存等方式来实现通信和资源共享。
1.1.2线程
进程是操作系统资源分配的基本单位,而线程是程序执行的基本单位。线程是轻量级的进程,它们共享同一进程的资源,拥有独立的程序计数器、寄存器和栈。因此,线程间的切换相比进程更为快速,消耗的资源更少。在一个进程中可以创建多个线程,它们可以并发执行,提高了系统的执行效率。
1.2创建多线程
在Java中,有多种方式创建线程:
1.2.1继承Thread类创建线程:自定义一个新的类,该类继承自Thread类,并重写其run()方法。然后创建该类的实例,并调用start()方法启动线程。
1.2.2实现Runnable接口创建线程:创建一个实现Runnable接口的类,实现run()方法。然后将Runnable对象作为参数传递给Thread类的构造函数,创建Thread对象并调用start()方法启动线程。这种方式更利于实现线程间的资源共享,因为可以将Runnable对象传递给多个Thread实例。
1.2.3线程池:通过ExecutorService接口及其实现类,如ThreadPoolExecutor,可以管理和控制线程的生命周期,避免频繁创建和销毁线程带来的开销,提高系统的响应速度和吞吐量。
1.3线程的基本控制
Java提供了多种控制线程执行的方法:
1.3.1使用Sleep()方法:可以使当前线程暂停指定时间,释放CPU资源,但不会释放锁。
1.3.2使用join()方法:让调用线程等待目标线程结束,确保线程按照一定的顺序执行。
1.3.3使用中断(Interrupt()):可以向线程发送中断信号,线程在检查到中断标志后可以选择停止执行或抛出InterruptedException。
1.3.4使用Stop()方法:已废弃,不安全,可能导致资源泄漏和数据不一致。
1.3.5结束程序的执行:通常通过System.exit()方法来结束整个Java虚拟机的运行,但这也会关闭所有线程和资源。
1.4并发编程实践简述
并发编程带来了性能提升的同时,也引入了复杂性,如竞态条件、死锁、活锁等问题。开发者需要理解锁、同步、原子操作等概念,使用synchronized、ReentrantLock、volatile关键字以及并发工具类如Semaphore、CyclicBarrier等来保证线程安全和正确性。此外,Java并发API的设计原则,如最小化阻塞、使用并发容器、优先使用并发工具类而非手动同步,都是并发编程实践中应遵循的最佳实践。
通过学习《Java并发编程实践》,读者可以深入了解Java平台上的并发编程技术,掌握如何在多线程环境中有效地设计和实现高性能、高并发的程序。这本书不仅涵盖了理论知识,还包含丰富的实战示例,是Java并发编程领域的重要参考资料。
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wangij9
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