进程和线程：Java并发编程基础指南（基础篇）

后端

2024-01-11 10:08:09

进程与线程：Java并发编程的基础

在现代软件开发中，并发编程扮演着至关重要的角色，而Java语言则提供了一系列强有力的工具来管理并发任务。本文将深入探讨Java中的进程和线程，为您提供这些基本概念的基础理解。

进程 vs. 线程

进程： 进程是一个独立运行的程序，拥有自己的内存空间和资源，是一个程序执行的实例。
线程： 线程是一个轻量级的执行单元，与其他线程共享进程的内存空间，是进程中一个并发的执行单元。

进程的特点：

独立的内存空间和资源
较大的开销
强隔离性

线程的特点：

共享内存空间和资源
较小的开销
弱隔离性

创建进程和线程

创建进程

// 创建一个新的进程
ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("java", "MyApplication");
Process process = pb.start();

创建线程

// 创建一个新的线程
Thread thread = new Thread(() -> {
    // 线程代码
});
thread.start();

进程和线程的交互

进程和线程可以相互通信和同步：

进程间通信： 使用文件、管道、消息队列等。
线程间通信： 使用共享变量、锁、条件变量等。

示例

示例 1： 多进程打印数字

// 主进程
public static void main(String[] args) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        // 创建一个新进程
        ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("java", "NumberPrinter", Integer.toString(i));
        Process process = pb.start();
    }
}

// NumberPrinter 进程
public static void main(String[] args) {
    int number = Integer.parseInt(args[0]);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        System.out.println("进程 " + number + ": " + i);
    }
}

示例 2： 多线程累加

public static void main(String[] args) {
    // 共享变量
    int sum = 0;
    
    // 创建多个线程
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            // 线程代码
            for (int j = 0; j < 100; j++) {
                // 累加
                synchronized (this) {
                    sum += j;
                }
            }
        });
        thread.start();
    }
    
    // 等待所有线程完成
    for (Thread thread : threads) {
        thread.join();
    }
    
    // 输出累加结果
    System.out.println("总和：" + sum);
}