java学习笔记
java中并发是什么意思
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并发编程的定义与重要性
并发编程是指在程序设计中,通过创建和管理多个线程来使程序能够同时执行多个任务。这种方式可以显著提高程序的响应速度和资源利用率,尤其在多核处理器日益普及的今天,能够有效利用CPU的多核特性,提升程序的性能和用户体验。然而,它也带来了一系列挑战,如线程安全、死锁、资源争用等问题。因此,合理地使用并发编程,既能够提升效率,也需要注意避免并发带来的问题【4】。
并发与并行的区别
并发编程与并行编程虽然在概念上有所重叠,但它们之间存在明显的区别。并发编程关注的是程序设计层面,强调多个任务的交替执行,它不一定需要多核处理器,甚至在单核处理器上也能通过时间片轮转实现并发。而并行编程则是指多个任务在多个处理器或多核处理器上同时执行,它侧重于执行效率和计算能力的提升【4】。
核心类与方法
在Java中,Thread
类和Runnable
接口是实现并发编程的基础。通过创建Thread
的实例或实现Runnable
接口,我们可以定义线程的任务。synchronized
关键字用于创建同步块,保证共享资源的线程安全访问。java.util.concurrent
包提供了一系列高级并发工具,如ExecutorService
、ConcurrentHashMap
、CopyOnWriteArrayList
等,它们提供了更为细粒度的锁控制和高效的并发数据结构【4】。
使用场景
并发编程广泛应用于需要同时处理多个任务的场景,如Web服务器处理多个客户端请求、数据库的并发访问、实时数据处理等。在这些场景中,通过合理地使用并发,可以提高系统的吞吐量和响应速度。
代码案例
案例1:使用Thread类实现并发
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread().getName() + " Count: " + i);
}
}
}
public class ConcurrencyExample {
public static void main(String[] args) {
MyThread thread1 = new MyThread();
MyThread thread2 = new MyThread();
thread1.start();
thread2.start();
}
}
案例2:使用Runnable接口实现并发
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("Runnable: " + Thread.currentThread().getName() + " Count: " + i);
}
}
}
public class ConcurrencyExample2 {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread1 = new Thread(myRunnable);
Thread thread2 = new Thread(myRunnable);
thread1.start();
thread2.start();
}
}
对比表格:并发与并行
特性 | 并发 | 并行 |
---|---|---|
定义 | 程序中多个任务交替执行 | 多个任务同时执行 |
环境要求 | 单核或多核处理器 | 多核处理器 |
目的 | 提高资源利用率和响应速度 | 提升执行效率和计算能力 |
实现方式 | 时间片轮转、多线程 | 任务分配给多个处理器核心 |
总结
Java并发编程是现代软件开发中不可或缺的一部分,它通过多线程的方式提升了程序的性能和用户体验。开发者需要了解并发编程的基本概念、核心类和方法,以及适用的使用场景。同时,通过对比并发与并行的概念,可以更清晰地理解它们之间的联系与区别。在实际开发中,合理地使用并发编程,可以有效地提升系统的处理能力和响应速度。