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java如何实现并行

2026-03-04 05:46:23Java

并行编程的基本概念

Java中并行编程主要通过多线程实现，利用java.util.concurrent包提供的工具类、线程池和并发数据结构。核心目标是充分利用多核CPU资源，提高程序执行效率。

使用Thread类创建线程

通过继承Thread类或实现Runnable接口创建线程：

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("Thread running");
    }
}
// 启动线程
new MyThread().start();

// 或实现Runnable
Runnable task = () -> System.out.println("Runnable running");
new Thread(task).start();

使用ExecutorService管理线程池

避免频繁创建销毁线程，推荐使用线程池：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
executor.submit(() -> {
    System.out.println("Task executed by thread pool");
});
executor.shutdown(); // 关闭线程池

使用Fork/Join框架

适用于任务可拆分的场景（如递归分治）：

class FibonacciTask extends RecursiveTask<Integer> {
    final int n;
    FibonacciTask(int n) { this.n = n; }
    protected Integer compute() {
        if (n <= 1) return n;
        FibonacciTask f1 = new FibonacciTask(n - 1);
        f1.fork();
        FibonacciTask f2 = new FibonacciTask(n - 2);
        return f2.compute() + f1.join();
    }
}
// 使用
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
int result = pool.invoke(new FibonacciTask(10));

使用CompletableFuture异步编程

简化异步任务编排，支持链式调用：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
    .thenApplyAsync(s -> s + " World")
    .thenAcceptAsync(System.out::println);

并发集合与同步工具

并发集合：如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList

同步工具：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
IntStream.range(0, 3).forEach(i -> 
  new Thread(() -> {
      System.out.println("Task done");
      latch.countDown();
  }).start()
);
latch.await(); // 等待所有任务完成