Java 高并发的三种实现案例详解

在讲解Java高并发的三种实现案例前，我们需要先了解什么是Java高并发。Java高并发是指在同一时刻，有很多线程在共同执行任务，同时还在产生新的任务需要执行。

Java高并发主要是通过多线程实现的，而Java中实现多线程方式有很多种。下面，我们将介绍三种Java高并发的实现方案。

1. 线程池

线程池是一种实现高并发的机制，主要用于控制线程数量，以避免系统崩溃。线程池会将一些线程放在队列中，当需要时，线程池会自动取出线程并执行任务。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executor.execute(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 任务代码
        }
    });
}

上述代码创建了一个线程池，定义了10个线程同时执行。通过execute方法提交了100个任务到线程池中执行。

2. synchronized

在Java中，synchronized关键字可以实现锁的机制，保证多线程执行任务时的同步性和一致性。

public class Test implements Runnable {
    private int num = 10;
    private Object lock = new Object();

    public void run() {
        synchronized (lock) {
            while (num > 0) {
                num--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - num: " + num);
            }
        }
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Test t = new Test();
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        new Thread(t).start();
    }
}

上述代码中使用synchronized关键字，在多线程并发执行时，确保了每个线程都能够按照预期执行任务。

3. Lock和Condition

Lock和Condition是Java中实现高并发的另一种方式，Lock用于实现锁的机制，而Condition用于实现等待和通知机制。

public class Test {
    private int num = 10;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();

    public void execute() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (num > 0) {
                num--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - num: " + num);
            }
            condition.await();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finished.");
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void signal() {
        lock.lock();
        try {
            condition.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Test t = new Test();
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        new Thread(() -> {
            try {
                t.execute();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
    }
    t.signal();
}

上述代码中使用Lock和Condition实现了等待和通知机制，确保了正确的执行顺序。

示例说明

在线程池的示例中，我们创建了一个线程池，定义了10个线程同时执行，提交100个任务到线程池中执行。这可以有效地控制了线程的数量，避免了系统崩溃。

在synchronized示例中，我们使用synchronized关键字，确保了每个线程都能够按照预期执行任务。

在Lock和Condition示例中，我们使用Lock和Condition实现了等待和通知机制，确保了正确的执行顺序。

以上就是Java高并发的三种实现案例，通过这三种方式，我们可以更好地控制程序的执行顺序，保证程序的高并发性和正确性。