Java 中的多執行緒程式設計
Java 是一門廣泛應用於軟體開發領域的程式語言，而多執行緒程式設計則是 Java 中常見的一種程式設計模式。多執行緒程式設計可以讓程式同時執行多個任務，提高程式的並發性和效率。本文將介紹 Java 中的多執行緒程式設計。
多執行緒的基本概念
多執行緒是指在同一時間內，一個程式同時執行多個任務的能力。在單核心 CPU 的情況下，多執行緒是透過 CPU 快速地在不同的任務之間切換來實現的。在多核心 CPU 的情況下，則可以同時在不同的 CPU 核心上執行多個任務。
Java 中的多執行緒實作
Java 中的多執行緒是透過建立 Thread 類別的物件來實現的，它提供了一種輕量級的執行緒實作方式。可以透過繼承 Thread 類別或實作 Runnable 介面來建立執行緒。
- 繼承Thread 類別
繼承Thread 類別是最簡單的實作方式，只需要建立一個類別並繼承Thread 類，並重寫run() 方法來實現多線程的功能。如下所示：
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
// 运行多线程的函数代码
}
}登入後複製
建立MyThread 的對象，並呼叫start() 方法來啟動新的執行緒：
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
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- 實作Runnable 介面
#實作Runnable 介面也是一種實作多執行緒的方式。它需要實作 run() 方法，但需要將 Runnable 介面實例傳遞到 Thread 類別的建構器中。如下所示：
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 运行多线程函数代码
}
}登入後複製
建立並啟動MyRunnable 的執行緒：
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start();
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Java 中的Thread 類別提供了一些其他的方法和屬性，用於監控和控制執行緒的狀態和行為，例如join()、yield()、sleep()、setPriority() 和isAlive() 等方法。
多執行緒的同步
在多執行緒程式設計中，多個執行緒可能會存取同一個資源。這時就需要確保執行緒的同步和互斥，以防止多個執行緒同時對同一個資源進行修改，造成資料混亂或錯誤。 Java 中提供了多種同步方式：
- 同步程式碼區塊
透過synchronized 關鍵字，可以將方法或程式碼區塊標記為同步的，使得只有一個進入該區塊的執行緒可以執行其中的程式碼。如下所示：
public class SynchronizedThread {
// 定义一个计数器
private int count = 0;
// 定义同步的方法
public synchronized void addCount() {
count++;
System.out.println("count = " + count);
}
// 定义一个线程类来调用 addCount() 方法
private static class MyThread extends Thread {
private SynchronizedThread synchronizedThread;
public MyThread(SynchronizedThread synchronizedThread) {
this.synchronizedThread = synchronizedThread;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
synchronizedThread.addCount();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
SynchronizedThread synchronizedThread = new SynchronizedThread();
MyThread thread1 = new MyThread(synchronizedThread);
MyThread thread2 = new MyThread(synchronizedThread);
thread1.start();
thread2.start();
}
}登入後複製
- 同步方法
將方法標記為 synchronized 後，該方法將是同步的，只有一個執行緒可以進入它。例如：
public synchronized void addCount() {
count++;
System.out.println("count = " + count);
}登入後複製
- Lock 類別
Lock 是 Java 中的另一個同步機制。它提供了更靈活的線程同步，使得在多個鎖之間切換變得更加容易。 Lock 實作了java.util.concurrent.locks.Lock 接口，並提供了以下幾個方法：
- lock()：嘗試取得鎖，如果該鎖定已經被佔用，則該執行緒會一直等待，直到獲得鎖。
- unlock()：釋放鎖定。
- tryLock()：嘗試取得鎖，如果該鎖已經被佔用，則立即傳回 false。
- newCondition()：傳回與此鎖定相關的 Condition 實例，在呼叫 Condition 的 await() 方法前，執行緒必須取得與該鎖定相關聯的物件監視器鎖定。
例如：
Lock lock = new ReentrantLock();
public void addCount() {
lock.lock();
try {
count++;
System.out.println("count = " + count);
} finally {
lock.unlock();
}
}登入後複製
Java 執行緒池
Java 中的執行緒池是一種管理和重複使用執行緒的機制。執行緒池能夠更好地利用 CPU 的效能，減少執行緒的建立和銷毀，提高程式的反應速度。在 Java 中，可以透過 ThreadPoolExecutor 類別來建立線程池。可以指定執行緒池的大小、佇列的長度等參數，也可以執行多種任務。
例如：
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 执行任务
}
});登入後複製
總結
Java 的多執行緒程式設計是一種提高程式並發性和效率的重要手段。除了介紹了 Java 中建立多執行緒的兩種方式（繼承 Thread 類別和實作 Runnable 介面），也介紹了多種同步方法和 Java 執行緒池。了解多執行緒程式設計的基本概念和實作方式對於開發高效、高並發的程式至關重要。
以上是Java 中的多執行緒編程的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
