简介
在当前的软件开发中，多线程并发编程已经变得越来越常见。因为多线程可以充分利用计算机的多核处理器，提高程序的性能。而Java作为一种流行的编程语言，提供了丰富的多线程支持。本篇博客将介绍Java开发中的并发编程，包括线程的创建、启动和控制，以及常见的并发编程模式和注意事项。
线程的创建和启动
Java中创建线程一般有两种方法：继承Thread类和实现Runnable接口。下面分别进行介绍。
继承Thread类
继承Thread类是一种创建线程的简单方法。只需要创建一个继承自Thread类的子类，并重写其run方法，将要执行的任务放在run方法中。然后通过创建子类的实例对象，调用其start方法来启动线程。
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
// 线程要执行的任务
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
}
}
实现Runnable接口
实现Runnable接口是创建线程的推荐方法。由于Java不支持多重继承，而实现接口可以避免这个限制。同样，需要创建一个实现了Runnable接口的类，并将要执行的任务放在其run方法中。直接创建实现类的实例对象，然后将其作为参数传递给Thread类的构造函数，最后通过调用Thread对象的start方法来启动线程。
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 线程要执行的任务
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(myRunnable);
thread.start();
}
}
线程控制
在Java中，可以使用一些方法来控制线程的执行。下面介绍三种常用的方法。
join方法
join方法可以让一个线程等待另一个线程结束后再继续执行。这个方法可以用来控制线程的执行顺序。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(new MyRunnable());
Thread thread2 = new Thread(new MyRunnable());
Thread thread3 = new Thread(new MyRunnable());
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
try {
thread1.join();
thread2.join();
thread3.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有线程都执行完毕");
}
}
上述代码中，主线程首先启动了三个新线程，并使用join方法等待它们结束。当所有线程都执行完毕后，才会打印出"所有线程都执行完毕"。
sleep方法
sleep方法可以使当前线程休眠一段时间。这个方法常用于延迟执行某些任务。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println("开始休眠");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("休眠结束");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
上述代码中，主线程先打印出"开始休眠"，然后休眠2秒钟，最后打印出"休眠结束"。
yield方法
yield方法可以让出当前线程的执行权，给其他线程执行的机会。这个方法通常用于优化线程的执行顺序。
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
Thread.yield();
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new MyThread();
Thread thread2 = new MyThread();
thread1.start();
thread2.start();
}
}
上述代码中，两个线程交替打印出自己的名字和计数器。由于每次循环都调用了yield方法，两个线程会公平地交替执行。
并发编程模式
Java提供了一些常见的并发编程模式，可以帮助开发者编写高效、安全的多线程程序。下面介绍两种常用的模式。
互斥锁（Mutex）
互斥锁是用于保护共享资源的一种并发编程模式。在Java中，可以使用synchronized关键字或ReentrantLock类实现互斥锁。
public class Counter {
private int count = 0;
public synchronized void increment() {
count++;
}
public synchronized int getCount() {
return count;
}
}
上述代码中，Counter类使用synchronized关键字来实现互斥锁。只要一个线程获得了Counter对象的锁，其他线程就无法访问该对象的同步方法，直到第一个线程释放锁为止。
条件变量（Condition）
条件变量是用于等待某个条件满足的一种并发编程模式。在Java中，可以使用wait方法和notify/notifyAll方法来实现条件变量。
public class MyQueue {
private List<String> queue = new ArrayList<>();
public synchronized void produce(String item) {
while (queue.size() >= 10) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
queue.add(item);
notifyAll();
}
public synchronized String consume() {
while (queue.isEmpty()) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
String item = queue.remove(0);
notifyAll();
return item;
}
}
上述代码中，MyQueue类使用wait方法和notifyAll方法实现了一个线程安全的生产者-消费者模型。当队列满时，生产者线程会等待；当队列为空时，消费者线程会等待。只有当队列不为空或不满时，才会唤醒其他线程。
注意事项
在进行并发编程时，有一些注意事项需要特别关注。
线程安全性
多个线程访问共享资源时，可能会出现竞态条件（Race Condition）和数据竞争（Data Race），导致结果不确定或程序崩溃。因此，在设计并发程序时，需要保证共享资源的线程安全性。
死锁
死锁是指两个或多个线程无限期地等待对方释放资源，导致程序无法继续执行。在进行并发编程时，需要避免死锁的发生，例如合理地安排资源的获取顺序。
性能问题
并发编程可能带来一些性能问题，例如线程的创建和销毁、线程间的上下文切换等。因此，在进行并发编程时，需要合理地处理线程的数量和调度。
结语
本篇博客介绍了Java开发中的并发编程指南，包括线程的创建和启动、线程的控制、常见的并发编程模式以及注意事项。希望对你在Java开发中的并发编程有所帮助。
参考资料：
本文来自极简博客，作者：黑暗之影姬，转载请注明原文链接：Java开发中的并发编程指南
