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Java 编程语言。初学者课程

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Java 线程

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Java 线程

通过同时执行多件事，线程允许程序更高效地运行。

线程可用于在后台执行复杂的任务，而不会中断主程序。

创建线程

创建线程有两种方法。

它可以通过扩展 Thread 类并覆盖其run() 方法：

扩展语法

public class Main extends Thread {
  public void run() {
    System.out.println("This code is running in a thread");
  }
}

创建线程的另一种方法是实现 Runnable 界面：

实现语法

public class Main implements Runnable {
  public void run() {
    System.out.println("This code is running in a thread");
  }
}

运行线程

如果类扩展了 Thread 类，可以通过创建该类的实例并调用其start() 方法：

扩展示例

public class Main extends Thread {
  public static void main(String[] args) {
    Main thread = new Main();
    thread.start();
    System.out.println("This code is outside of the thread");
  }
  public void run() {
    System.out.println("This code is running in a thread");
  }
}
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如果该类实现了 Runnable 接口，可以通过将类的实例传递给Thread 对象的构造函数，然后调用线程的start() 方法：

实现示例

public class Main implements Runnable {
  public static void main(String[] args) {
    Main obj = new Main();
    Thread thread = new Thread(obj);
    thread.start();
    System.out.println("This code is outside of the thread");
  }
  public void run() {
    System.out.println("This code is running in a thread");
  }
}
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“扩展”和“实现”线程之间的区别

主要的区别是，当一个类扩展了 Thread 类时，您不能扩展任何其他类，但通过实现 Runnable 接口，也可以从另一个类扩展，例如：类 MyClass extends OtherClass implements Runnable.

并发问题

由于线程与程序的其他部分同时运行，因此无法知道代码将按什么顺序运行。当线程和主程序读取和写入相同的变量时，值是不可预测的。由此导致的问题称为并发问题。

例子

变量值的代码示例 数量 不可预测：

public class Main extends Thread {
  public static int amount = 0;

  public static void main(String[] args) {
    Main thread = new Main();
    thread.start();
    System.out.println(amount);
    amount++;
    System.out.println(amount);
  }

  public void run() {
    amount++;
  }
}
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为了避免并发问题，最好在线程之间共享尽可能少的属性。如果需要共享属性，一种可能的解决方案是使用 isAlive() 方法在使用线程可以更改的任何属性之前检查线程是否已完成运行。

例子

使用 isAlive() 为了防止并发问题：

public class Main extends Thread {
  public static int amount = 0;

  public static void main(String[] args) {
    Main thread = new Main();
    thread.start();
    // Wait for the thread to finish
    while(thread.isAlive()) {
    System.out.println("Waiting...");
  }
  // Update amount and print its value
  System.out.println("Main: " + amount);
  amount++;
  System.out.println("Main: " + amount);
  }
  public void run() {
    amount++;
  }
}
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Java 线程简介

多线程是现代软件开发中的一个重要概念。它允许程序同时执行多个任务，从而提高应用程序的整体性能和响应能力。Java 是最流行的支持多线程的编程语言之一。在本文中，我们将讨论 Java 中的线程以及如何使用它们来创建并发程序。

什么是线程？

线程是与程序中的其他线程并发运行的轻量级子进程。每个线程都有自己的调用堆栈，但它们共享相同的内存空间。这意味着多个线程可以同时访问和修改相同的数据。线程可用于同时执行多项任务，例如处理用户输入、执行后台任务或执行耗时操作。

在 Java 中创建线程

Java 提供了两种创建线程的方法：通过实现 可运行 接口或通过扩展线 类。可运行 接口定义单个方法跑步（） 包含线程要执行的代码。线 类提供创建、启动和停止线程的方法。

使用 Runnable 接口创建线程

使用以下方式创建线程 可运行 接口，你需要实现可运行 接口并覆盖其跑步（） 方法。以下是示例：

public class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // code to be executed by the thread
    }
}

// Creating and starting the thread
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
thread.start();
}

使用 Thread 类创建线程

使用以下方式创建线程 线 类，你需要扩展线 类并覆盖其跑步（） 方法。以下是示例：

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        // code to be executed by the thread
    }
}

// Creating and starting the thread
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
}

线程状态

线程在任意给定时刻可以处于几种状态之一。Java 中线程的可能状态包括：

  • 新的：当线程已创建但尚未启动时。
  • 可运行：当线程已准备好运行，但当前未执行时。
  • 跑步：当线程当前正在执行时。
  • 已阻止：当线程正在等待监视器锁被释放时。
  • 等待：当一个线程无限期地等待另一个线程执行特定操作时。
  • 定时等待：当一个线程在指定的时间内等待另一个线程执行特定的操作时。
  • 已终止：当线程完成执行或者过早终止时。

同步

当多个线程同时访问共享数据时，可能会导致竞争条件和其他同步问题。为了防止这些问题，Java 提供了同步机制，允许线程协调对共享数据的访问。

同步块

同步块是每次只能由一个线程执行的代码块。要创建同步块，您需要指定一个将用作锁的对象。以下是示例：

public class Counter {
    private int count;

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

在此示例中， 增量（） 方法使用synchronized关键字进行同步。这确保在任意时刻只有一个线程可以执行该方法。

锁

Java 还提供了显式锁，可用于同步对共享数据的访问。锁比同步块提供更大的灵活性，因为它们允许对同步进行更细粒度的控制。

下面是Java中使用锁的一个例子：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Counter {
    private int count;
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

在此示例中，我们使用 ReentrantLock 类创建一个锁，该锁可用于同步对共享数据的访问。我们使用 lock() 方法获取锁，并使用 unlock() 方法释放锁。

结论

线程是现代软件开发中的一个重要概念，Java 提供了用于创建和管理线程的强大工具。在本文中，我们讨论了如何使用 Runnable 接口和 Thread 类在 Java 中创建线程。我们还讨论了线程的不同状态和同步机制，这些机制可用于在多个线程同时访问共享数据时防止出现同步问题。有了这些知识，您应该能够用 Java 创建高效、响应迅速且没有同步问题的并发程序。

巴德（谷歌）的教训

Java 中的线程

什么是线程？

线程是程序中运行的轻量级进程。它有自己的堆栈、程序计数器和局部变量。线程可用于同时执行多个任务，从而提高程序的性能。

如何在 Java 中创建线程

Java中创建线程有两种方式：

  1. 扩展 线 类：要做到这一点，你必须创建一个扩展类线 类并覆盖跑步（） 方法。跑步（） 方法包含线程将执行的代码。
  2. 实施 可运行 接口：要做到这一点，你必须创建一个实现可运行 接口。可运行 接口只有一个方法，跑步（），其中包含线程将执行的代码。

开始一个话题

创建线程后，可以通过调用start()方法启动它。start()方法将为该线程创建一个新的执行线程。

加入话题

如果你想等待线程执行完毕后再继续，你可以调用 加入（） 方法。加入（） 方法将阻塞当前线程，直到指定线程执行完毕。

以下示例显示如何在 Java 中创建和启动线程：

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello from the thread!");
    }
}

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

输出：

来自帖子的问好！

使用线程的好处

在程序中使用线程有几个好处：

  • 提高性能：线程可用于同时执行多个任务，从而提高程序的性能。
  • 响应能力：即使在执行其他任务时，线程也可用于让您的程序响应用户输入。
  • 模块化：线程可用于模块化您的代码，使其更易于维护和调试。

使用线程的挑战

在程序中使用线程也存在一些挑战：

  • 并发：线程可能以意外的方式相互交互，这可能导致竞争条件和死锁等并发问题。
  • 性能开销：创建和管理线程可能会产生性能开销，因此明智地使用它们非常重要。

有效使用线程的技巧

以下是有效使用线程的一些技巧：

  • 仅在必要时使用线程：不要过度使用线程，因为这会导致性能问题和并发问题。
  • 确定可以独立执行的任务：使用线程时，确定可以独立执行的任务非常重要。这将有助于避免并发问题。
  • 使用同步保护共享数据：如果两个或多个线程需要访问相同的数据，则必须使用同步来保护数据免遭损坏。
  • 使用线程池管理线程：线程池是可重复使用以执行任务的线程集合。使用线程池有助于提高程序的性能和可扩展性。

结论

线程是一种功能强大的工具，可用于提高 Java 程序的性能、响应能力和模块化。但是，务必要谨慎使用线程，以避免并发问题和性能开销。

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