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Java框架异步编程与多线程编程的区别是什么？

java 多线程
197 2024-12-17

Java 异步编程与多线程编程的区别

Java 中的 异步编程 和 多线程编程 都是并发编程的技术，但它们在实现方式和适用场景上存在着差异。

多线程编程

实现方式： 使用线程（Thread 类）。每个线程都有自己的执行栈和局部变量，它们同时运行在同一进程内。
特点：
- 同步： 多个线程可以访问共享变量，需要使用锁（如 synchronized 关键字）来保证并发安全。
- 阻塞： 一个线程可能会因为等待其他线程的完成（如 join() 方法）而阻塞。
适用场景： 适用于需要高度并发的场景，例如计算密集型任务。

异步编程

实现方式： 使用回调函数或未来对象（Future）。它基于事件驱动，并在后台执行任务时不阻塞调用线程。
特点：
- 非阻塞： 调用线程不会等待异步任务完成，可以继续执行其他任务。
- 回调机制： 当异步任务完成后，通过回调函数或未来对象通知调用线程。
适用场景： 适用于 I/O 操作或其他依赖外部资源的任务，例如网络请求或文件读写。

实战案例

多线程编程案例： 计算一个数组中所有元素的和。

public class MultithreadingExample {

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
        int numThreads = 4;  // 使用 4 个线程

        // 创建一个 AtomicInteger 对象来保存总和，以保证并发安全
        AtomicInteger total = new AtomicInteger();

        // 创建并启动线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(numThreads);

        // 提交计算任务
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            executorService.submit(() -> {
                // 计算该元素的贡献
                int contribution = array[i] / numThreads;

                // 对总和进行原子更新
                total.addAndGet(contribution);
            });
        }

        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();

        // 等待线程池完成所有任务
        while (!executorService.isTerminated()) {
            // 等待
        }

        // 打印总和
        System.out.println("Total: " + total);
    }
}

异步编程案例： 下载一个文件并打印其内容。

import java.io.IOException;
import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class AsyncProgrammingExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 异步下载文件
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        URI uri = URI.create("http://path/to/file.txt");
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder(uri).GET().build();

        CompletableFuture<HttpResponse<String>> responseFuture = client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

        // 在后台执行下载操作
        responseFuture.thenAccept(response -> {
            // 当下载完成时，打印文件内容
            System.out.println("File contents: " + response.body());
        });
    }
}