Introduction à la technologie de programmation simultanée en langage Java

Java est un langage de programmation largement utilisé pour développer divers programmes, et sa technologie de programmation simultanée a reçu une large attention. Avec la popularité des processeurs multicœurs et le développement d'applications Web, l'importance de la programmation simultanée dans le langage Java est devenue de plus en plus importante. Cet article vise à introduire la technologie de programmation concurrente dans le langage Java.

1. Qu'est-ce que la programmation concurrente

En informatique, la concurrence fait référence au phénomène selon lequel deux ou plusieurs processus informatiques indépendants existent en même temps dans un système informatique. La programmation simultanée fait référence à la technologie de programmation permettant de concevoir et de mettre en œuvre des systèmes simultanés. Le but est de résoudre le problème de l'exécution de plusieurs tâches au cours de la même période et d'améliorer la concurrence et l'efficacité du système.

2. Threads en Java

Dans le langage Java, les threads sont le composant de base pour la gestion des applications concurrentes. Java prend en charge la programmation multithread, c'est-à-dire que plusieurs threads peuvent s'exécuter simultanément dans un seul processus.

Le cycle de vie d'un fil comprend des étapes telles que la nouvelle création, la préparation, l'exécution, le blocage et la mort. Dans le langage Java, les threads sont créés et gérés via la classe Thread et l'interface Runnable. La classe Thread représente un objet thread et l'interface Runnable représente les tâches à effectuer par l'objet thread.

Par exemple, pour créer un thread simple en Java, vous pouvez utiliser le code suivant :

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        // 线程要执行的代码
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程对象
        MyThread thread = new MyThread();

        // 启动线程
        thread.start();
    }
}

Dans le code ci-dessus, la classe MyThread hérite de la classe Thread et remplace la méthode run, qui spécifie le code à exécuter par le fil. Dans la classe Main, un objet MyThread est créé et le thread est démarré via la méthode start.

3. Mécanisme de synchronisation en Java

Dans la programmation multi-thread, le problème des ressources partagées est un problème courant. Si plusieurs threads accèdent à la même ressource partagée en même temps, des incohérences de données et des problèmes de sécurité peuvent survenir. À l’heure actuelle, un mécanisme de synchronisation doit être utilisé pour résoudre ces problèmes.

Java fournit une variété de mécanismes de synchronisation, dont le plus couramment utilisé est le mot-clé synchronisé. L'utilisation du mot-clé synchronisé peut garantir une exclusivité mutuelle lorsque plusieurs threads accèdent à des ressources partagées.

Par exemple, l'exemple de code pour utiliser le mot-clé synchronisé pour assurer la sécurité des données en Java est le suivant :

public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        // 线程安全的加1操作
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Counter counter = new Counter();

        // 创建10个线程，每个线程对计数器执行100次加1操作
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 100; j++) {
                    counter.increment();
                }
            }).start();
        }

        // 等待所有线程执行完毕
        Thread.sleep(1000);

        // 输出计数器的值
        System.out.println("Count: " + counter.getCount());
    }
}

Dans le code ci-dessus, la classe Counter représente un objet compteur et la méthode d'incrémentation utilise le mot-clé synchronisé pour garantir le exclusivité mutuelle de la méthode, lorsque plusieurs threads accèdent à la méthode d'incrémentation en même temps, un seul thread peut exécuter la méthode. 10 threads sont créés dans la classe Main et chaque thread ajoute 1 au compteur 100 fois. Enfin, affichez la valeur du compteur, qui devrait être 1000.

4. Mécanisme de verrouillage en Java

Lock est un mécanisme qui contrôle l'accès multithread aux ressources partagées. Java fournit une variété de mécanismes de verrouillage, dont le plus couramment utilisé est la classe ReentrantLock.

La classe ReentrantLock est un verrou réentrant qui peut résoudre des problèmes tels que l'équité, la réentrance et l'interruptibilité. L'utilisation de la classe ReentrantLock peut garantir l'exclusion mutuelle et l'atomicité des opérations lorsque plusieurs threads exécutent du code.

Par exemple, l'exemple de code pour utiliser la classe ReentrantLock pour garantir la sécurité des données en Java est le suivant :

public class Counter {
    private int count = 0;
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            // 线程安全的加1操作
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Counter counter = new Counter();

        // 创建10个线程，每个线程对计数器执行100次加1操作
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 100; j++) {
                    counter.increment();
                }
            }).start();
        }

        // 等待所有线程执行完毕
        Thread.sleep(1000);

        // 输出计数器的值
        System.out.println("Count: " + counter.getCount());
    }
}

Dans le code ci-dessus, la classe Counter représente un objet compteur et la méthode d'incrémentation utilise la classe ReentrantLock pour garantir la exclusivité mutuelle de la méthode. Plus Lorsque deux threads accèdent à la méthode d'incrémentation en même temps, un seul thread peut obtenir le verrou et exécuter la méthode. 10 threads sont créés dans la classe Main et chaque thread ajoute 1 au compteur 100 fois. Enfin, affichez la valeur du compteur, qui devrait être 1000.

5. Résumé

Java est un langage de programmation largement utilisé pour développer divers programmes. Avec la popularité des processeurs multicœurs et le développement d'applications Web, l'importance de la programmation simultanée dans le langage Java est devenue de plus en plus importante. Cet article présente la technologie de programmation simultanée dans le langage Java, y compris les threads, les mécanismes de synchronisation et les mécanismes de verrouillage. Ces technologies peuvent aider les développeurs à mieux gérer et contrôler les ressources partagées dans le processus de programmation multithread et à garantir l'exactitude et les performances du programme.

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