前言

在现代软件开发中，能够充分利用多核处理器的并发编程已经变得越来越重要。Java作为一门古老而强大的语言，提供了一整套并发编程的API。在本文中，我们将一起探索Java并发编程的基础，从线程的基本概念到同步机制，再到并发集合和线程池的使用。

线程基础

什么是线程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。在Java中，线程由Thread类实现。

创建线程

在Java中，有两种方式创建线程：

1. 继承Thread类
2. 实现Runnable接口

继承Thread类

// 继承Thread类
public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 这里放置线程执行的代码
    }
}

// 使用
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start(); // 开始执行线程

实现Runnable接口

// 实现Runnable接口
public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 这里放置线程执行的代码
    }
}

// 使用
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
thread.start(); // 开始执行线程

线程同步

由于线程之间共享进程的资源，因此需要适当的同步机制来避免冲突。

synchronized关键字

synchronized关键字可以修饰方法或者代码块，保证同一时间只有一个线程执行该段代码。

同步方法

public synchronized void synchronizedMethod() {
    // 同步方法中的代码
}

同步代码块

public void someMethod() {
    synchronized(this) {
        // 同步代码块
    }
}

线程间通信

线程间的通信可以通过wait、notify和notifyAll方法实现。

public class SharedObject {

    public synchronized void waitForCondition() throws InterruptedException {
        while (/* 条件不满足 */) {
            wait(); // 释放锁并等待
        }
        // 执行当条件满足时的操作
    }

    public synchronized void changeCondition() {
        // 改变条件
        notifyAll(); // 通知所有在等待这个条件的线程
    }
}

并发集合

Java提供了一系列线程安全的集合类，如ConcurrentHashMap，CopyOnWriteArrayList等。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap<String, String> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();
concurrentMap.put("key", "value"); // 线程安全地添加键值对
String value = concurrentMap.get("key"); // 线程安全地获取值

线程池

使用线程池可以有效地管理线程资源，提高性能。

创建线程池

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); // 创建一个固定大小的线程池
executorService.execute(new MyRunnable()); // 提交任务给线程池执行
executorService.shutdown(); // 关闭线程池

总结

并发编程是Java编程中的一个高级和复杂的主题。本文介绍了Java并发编程的基本概念，包括线程的创建、同步、线程间通信以及线程池的使用。掌握这些基础知识对于编写高效和稳定的Java应用程序至关重要。随着技术的发展，还有更多高级的并发工具和概念等待我们去探索和学习。