Java 并发编程核心概念

并发编程是 Java 开发中的高级主题。本文基于 Java 21 讲解核心概念。

一、线程基础

创建线程的三种方式

// 1. 继承 Thread 类
class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("Thread running");
    }
}
// 2. 实现 Runnable 接口
class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("Runnable running");
}
}
// 3. 实现 Callable 接口（有返回值）
class MyCallable implements Callable {
public String call() {
return "Result";
}
}

二、线程池

为什么使用线程池

• 减少线程创建和销毁的开销
• 提高响应速度
• 提高线程的可管理性

ThreadPoolExecutor 核心参数

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    4,              // corePoolSize: 核心线程数
    8,              // maximumPoolSize: 最大线程数
    60L,            // keepAliveTime: 空闲线程存活时间
    TimeUnit.SECONDS,
    new ArrayBlockingQueue<>(100),
    Executors.defaultThreadFactory(),
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);

三、锁机制

synchronized vs ReentrantLock

• synchronized: JVM 层面，自动释放
• ReentrantLock: API 层面，手动释放，支持公平锁

四、原子操作

AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(0);
atomicInt.incrementAndGet(); // 原子自增
atomicInt.compareAndSet(0, 1); // CAS 操作

五、Java 21 虚拟线程

Thread.startVirtualThread(() -> {
    System.out.println("Virtual thread running");
});

六、最佳实践

1. 优先使用线程池
2. 使用并发工具类代替 wait/notify
3. 避免死锁：按固定顺序获取锁
4. 使用不可变对象减少锁竞争