Java并发编程：理论与实践
Java并发编程是一项在现代应用开发中变得越来越重要的技能。通过有效地管理多个线程之间的共享资源，开发者不仅能够提高程序的执行效率，还能增强系统的响应性。本文将通过实际的代码示例和甘特图帮助你理解并发编程的基本概念。
什么是并发？
并发是指在同一时间段内处理多个任务的能力。与之相关的关键概念是线程。线程是进程中的一个执行单元，Java通过多线程编程支持并发。
Java中创建线程
在Java中，可以通过两种主要方式来实现多线程：继承Thread类和实现Runnable接口。下面的示例展示了这两种方法：
// 继承 Thread 类
class MyThread extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("Thread " + this.getName() + " is running: " + i);
}
}
}
// 实现 Runnable 接口
class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("Runnable " + Thread.currentThread().getName() + " is running: " + i);
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyThread thread1 = new MyThread();
Thread thread2 = new Thread(new MyRunnable());
thread1.start();
thread2.start();
}
}
在此代码中，我们定义了一个继承自Thread的类MyThread和一个实现了Runnable接口的类MyRunnable。在main方法中，我们创建并启动这两个线程。
线程安全
当多个线程同时访问共享资源时，可能会导致数据不一致的问题。Java提供了多种机制来确保线程安全，例如synchronized关键字。以下是一个简单的线程安全示例：
class Counter {
private int count = 0;
public synchronized void increment() {
count++;
}
public int getCount() {
return count;
}
}
public class SafeCounter {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Counter counter = new Counter();
Thread[] threads = new Thread[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
threads[i] = new Thread(() -> {
for (int j = 0; j < 1000; j++) {
counter.increment();
}
});
threads[i].start();
}
for (Thread thread : threads) {
thread.join();
}
System.out.println("Final count: " + counter.getCount());
}
}
在这个例子中，我们使用increment方法，并加上synchronized关键字，从而保证线程安全。
甘特图分析
甘特图是一种进度表示图，用于显示项目任务的时间安排。以下是一个简单的甘特图，展示两个线程的执行流程。
gantt
title 线程执行甘特图
dateFormat HH:mm
section 线程1
执行任务 :a1, 0:00, 3:00
section 线程2
执行任务 :after a1 , 2:00
在此甘特图中，线程1在前3个小时执行任务，线程2在线程1完成后2小时开始执行。
总结
通过上面的示例，我们初步了解了Java并发编程的基本概念，包括如何创建线程、确保线程安全及相关的可视化工具。并发编程虽然复杂，但它为更高效的程序执行提供了强大的支持。掌握并发编程将使你在软件开发生涯中受益匪浅，欢迎你在实践中深入学习！
