Java 多线程内套多线程

原创

mob64ca12f0cf8f 2024-10-15 04:59:28 ©著作权

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者mob64ca12f0cf8f的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

Java中的多线程及其嵌套使用

多线程编程是现代软件开发中的一个重要主题，尤其是在处理需要高性能和响应快速的应用时。在Java中，多线程允许程序同时执行多个任务，从而使得程序更加高效。在某些情况下，我们可能需要在一个线程中再创建多个子线程，这就是“多线程内套多线程”的概念。

1. 多线程概述

在Java中，每个线程都是一个独立的执行路径。Java提供了两种创建线程的方法：

继承Thread类
实现Runnable接口

1.1 继承Thread类

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t1 = new MyThread();
        t1.start();

        MyThread t2 = new MyThread();
        t2.start();
    }
}

1.2 实现Runnable接口

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new MyRunnable());
        t1.start();

        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
        t2.start();
    }
}

2. 多线程内套多线程

在某些复杂应用中，我们可能需要在一个线程中再创建若干个线程。这种模式通常出现在需要处理分布式计算、复杂数据处理等场景下。

2.1 代码示例

以下是一个简单的例子，演示了如何在一个线程中再启动两个子线程。

class OuterThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " (Outer) is running.");
        
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            new InnerThread().start();
        }
    }
}

class InnerThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " (Inner) is running.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        new OuterThread().start();
    }
}

2.2 代码分析

在上述代码中，OuterThread是一个外部线程，它在运行时会启动两个InnerThread（子线程）。这是“多线程内套多线程”的一个基本实现。

3. 线程间的协作

在实际使用中，线程之间的协作是非常重要的。网状结构的线程都可能会依赖于某些资源。这时候，使用线程同步机制（如wait、notify、synchronized等）是非常必要的。

使用synchronized可以确保同一时间只有一个线程能够访问某个资源。

class SharedResource {
    synchronized void accessResource() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " accessing resource.");
    }
}

class ResourceThread extends Thread {
    SharedResource resource;

    ResourceThread(SharedResource resource) {
        this.resource = resource;
    }

    public void run() {
        resource.accessResource();
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SharedResource resource = new SharedResource();
        
        ResourceThread t1 = new ResourceThread(resource);
        ResourceThread t2 = new ResourceThread(resource);
        
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

4. 甘特图示例

在剖析多线程的执行顺序时，甘特图是一种非常直观的工具。以下是mermaid语法中的甘特图示例，展示了上述多线程执行的过程：

gantt
    title 线程执行顺序
    dateFormat  HH:mm
    section Outer线程
    Outer线程 :a1, 00:00, 5s
    section Inner线程
    Inner线程1 :after a1  , 2s
    Inner线程2 :after a1  , 3s