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了解 Java 多线程：第 1 部分

来源：dev.to 2024-12-13 11:24:51 0浏览收藏

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在当今的软件开发环境中，同时运行多个任务的能力不仅仅是一种奢侈，而是一种必需品。 java 的多线程功能使开发人员能够通过并发执行多个线程来优化性能并增强用户体验。

了解 Java 多线程：第 1 部分

要点

了解 java 多线程的主要思想及其在现代软件开发中的意义。
探索线程管理的基本方面，包括线程状态、优先级和分组。
了解如何使用 runnable 接口和 thread 类创建和启动线程。

什么是 java 多线程及其重要性
java 多线程允许开发人员优化应用程序中的资源利用率和性能。以下是多线程必不可少的几个关键原因：

提高性能：通过跨线程分配任务，应用程序可以更好地利用 cpu 资源，从而加快执行时间并减少用户等待时间。
增强的响应能力：多线程确保应用程序即使在密集处理工作负载期间也能保持交互，从而提供更流畅的用户体验。
高效的资源利用：通过有效地利用cpu、内存和i/o等系统资源，多线程应用程序可以获得更好的整体性能和可扩展性。

掌握 java 多线程为构建高质量并发应用程序开辟了新的可能性，并且对于旨在在当今竞争格局中创建响应式软件的开发人员来说是一项关键技能。

java 线程管理的核心概念
了解线程管理的核心概念对于有效利用 java 的多线程功能至关重要。关键领域包括：

1。线程状态和生命周期
java 线程会经历几种状态的转换：

新：线程已创建但未启动
可运行：线程已准备好执行，但正在等待 cpu 时间。
正在运行：线程正在积极执行。
阻塞/等待：线程在等待资源时暂停。
已终止：线程已完成执行。

了解这些状态有助于有效管理线程行为。

public class threadlifecycleexample extends thread {
 public void run() {
 system.out.println("thread is running…");
 }
public static void main(string[] args) {
 threadlifecycleexample thread = new threadlifecycleexample();
 system.out.println("thread state: " + thread.getstate()); // new
 thread.start();
 system.out.println("thread state after start: " + thread.getstate()); // runnable
 }
}

2。线程优先级和调度
java 允许您设置线程优先级，从而影响线程的执行计划顺序。优先级范围从 1 (min_priority) 到 10 (max_priority)。高优先级线程可能会获得更多的cpu时间，但这并不能保证执行顺序。

thread thread1 = new thread(() -> system.out.println("thread 1"));
thread1.setpriority(thread.max_priority);
thread thread2 = new thread(() -> system.out.println("thread 2"));
thread2.setpriority(thread.min_priority);
thread1.start();
thread2.start();

线程组和命名
将线程组织成组可以简化管理，尤其是在复杂的应用程序中。命名线程和组可以提高代码可读性和调试能力。

threadgroup group = new threadgroup("group1");
thread thread = new thread(group, () -> system.out.println("thread in group"), "thread1");
thread.start();
system.out.println("thread group: " + group.getname());

“了解线程状态、优先级调度和组对于创建高效、健壮的多线程应用程序至关重要”

在 java 中创建和启动线程

了解 Java 多线程：第 1 部分

在java中，了解如何创建和启动线程是性能优化的关键。创建线程主要有两种方法：扩展 thread 类或实现 runnable 接口。线程创建和实例化

要在java中创建线程，您可以扩展thread类或实现runnable接口。

1。扩展线程类
您可以创建一个扩展 thread 并重写 run() 方法的新类。这对于需要特定任务或访问线程方法的线程是有益的。

class mythread extends thread {  
    public void run() {  
        system.out.println("running a thread by extending thread!");  
    }  
}  

mythread thread = new mythread();  
thread.start();

2。实现可运行接口
对于大型应用程序来说，更好的方法是实现 runnable 接口，允许您将线程逻辑与线程管理分开。

class myrunnable implements runnable {  
    public void run() {  
        system.out.println("running a thread using runnable!");  
    }  
}  

thread thread = new thread(new myrunnable());  
thread.start();

启动线程
创建线程后，请使用线程对象上的 start() 方法启动它。该方法分配资源并调度线程的执行。

“了解线程创建、实例化和启动对于有效利用 java 的多线程功能至关重要。”

**实现 runnable 接口与扩展线程类
**在 java 中，您可以通过使用 runnable 接口或扩展 thread 类来创建线程。每种方法都有独特的优点和用例

可运行接口的好处
使用 runnable 接口通常有几个优点：

代码重用和灵活性：您可以将单个 runnable 对象传递给多个线程。
关注点分离：线程逻辑与线程创建和管理代码保持不同。
易于测试和调试：可运行的实现可以独立测试。何时使用线程类扩展

在某些情况下扩展 thread 类可能是首选：

如果需要更改 thread 类的默认行为。
当需要直接访问线程状态和属性时。
如果你想使用继承层次结构来共享通用功能。

实施最佳实践
无论您选择哪种方法，以下最佳实践都很重要：

避免过多的线程创建：过度创建线程会导致资源争用并降低性能。
管理线程生命周期事件：正确管理线程的启动、停止和中断。
保护共享资源：同步对共享资源的访问并在必要时使用并发数据结构。
利用 java 的并发实用程序：使用 executorservice 和 threadpool 等工具进行更高效的线程管理。

线程同步和资源管理
在java多线程中，协调线程以保护共享资源至关重要。 synchronized 关键字和锁对象是管理对代码关键部分的访问、防止竞争条件和确保数据完整性的重要工具。

synchronized 关键字 是方法或代码块的强大工具。它确保一次只有一个线程可以运行同步代码。这可以防止竞争条件，即线程争夺同一资源，从而导致数据问题。

1。同步方法
java 提供了synchronized 关键字来强制方法调用的互斥。这确保一次只有一个线程执行同步方法。

public class synchronizedmethods {  
    private int counter = 0;  

    public synchronized void increment() {  
        counter++;  
    }  

    public synchronized int getcounter() {  
        return counter;  
    }  

    public static void main(string[] args) throws interruptedexception {  
        synchronizedmethods counterobject = new synchronizedmethods();  
        thread thread1 = new thread(() -> {  
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {  
                counterobject.increment();  
            }  
        });  
        thread thread2 = new thread(() -> {  
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {  
                counterobject.increment();  
            }  
        });  

        thread1.start();  
        thread2.start();  
        thread1.join();  
        thread2.join();  

        system.out.println("final counter value: " + counterobject.getcounter());  
    }  
}

2。同步块
同步块允许您控制对代码特定部分而不是整个方法的访问，从而提供对同步的更精细控制。

class Counter {  
    private int count = 0;  

    public synchronized void increment() {  
        count++;  
    }  

    public int getCount() {  
        return count;  
    }  
}  

Counter counter = new Counter();  
Thread t1 = new Thread(() -> {  
    for (int i = 0; i < 1000; i++) counter.increment();  
});  
Thread t2 = new Thread(() -> {  
    for (int i = 0; i < 1000; i++) counter.increment();  
});  
t1.start();  
t2.start();  
t1.join();  
t2.join();  
System.out.println("Final Count: " + counter.getCount());

锁定对象
java 还通过锁对象提供了更灵活的同步选项。这些可以更好地控制关键部分，允许线程根据需要获取和释放锁。