Java函数与多线程编程的实践应用技巧

Java函数与多线程编程在实践中有很多应用技巧，本文将介绍一些常用的技巧。

1.利用Lambda表达式简化函数式编程

Lambda表达式是Java 8引入的新特性，可以简化函数式编程的代码。函数式编程是指应用程序是由函数和函数的组合来构建的，而不是通过命令式编程或面向对象编程。

Lambda表达式的基本语法是：(parameters) -> expression 或 (parameters) -> { statements; }。

下面是一个示例代码：

List<String> strings = Arrays.asList("foo", "bar", "baz");
strings.stream().map((String s) -> s.toUpperCase()).forEach(System.out::println);

在这个代码片段中，我们使用了Lambda表达式，将字符串转换为大写字母，然后打印出来。这比原始的函数式编程代码更简洁，易于理解。

2.使用Future模式异步执行任务

Java的Future模式允许执行异步任务，而不会阻塞主线程。Future对象代表了一个异步计算的结果，这个结果在异步计算完成后被设置。

下面是一个使用Future模式的示例代码：

ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
Callable<String> task = () -> {
    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
    return "Result of the Callable";
};
Future<String> future = executor.submit(task);
System.out.println("Submitted Callable task to executor");
System.out.println("Result from Callable: " + future.get());

在这个代码片段中，我们首先创建了一个ExecutorService对象。然后，我们创建了一个Callable对象并将其提交给ExecutorService。在调用get()方法时，当前线程将阻塞，直到异步计算完成并返回结果。

3.同步代码块的使用

Java的同步代码块可以锁定对象并防止多个线程同时修改对象的状态。使用同步代码块可以确保同时只有一个线程访问共享数据结构。

下面是一个使用同步代码块的示例代码：

public class Counter {
    private int count = 0;
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
    public int getCount() {
        return count;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Counter counter = new Counter();
        Runnable task = () -> {
           for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                counter.increment();
            }
        };
        Thread thread1 = new Thread(task);
        Thread thread2 = new Thread(task);
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread1.join();
        thread2.join();
        System.out.println(counter.getCount());
    }
}

在这个代码片段中，我们创建了一个Counter类，其中increment()方法使用了synchronized关键字，确保只有一个线程可以访问count变量。

4.使用CountDownLatch控制多线程并发

Java的CountDownLatch类可以用来控制多线程并发。CountDownLatch的基本功能是允许一个或多个线程等待其他线程完成操作，然后再继续执行。

下面是一个使用CountDownLatch的示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
        Runnable task = () -> {
            System.out.println("Thread started: " + Thread.currentThread().getName());
            latch.countDown();
            System.out.println("Thread completed: " + Thread.currentThread().getName());
        };
        Thread thread1 = new Thread(task);
        Thread thread2 = new Thread(task);
        Thread thread3 = new Thread(task);
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
        latch.await();
        System.out.println("All threads completed");
    }
}

在这个代码片段中，我们创建了一个CountDownLatch对象，并设置计数器的初始值为3。然后，我们创建了三个线程并启动它们，当每个线程完成时，调用countDown()方法将计数器减1。最后，调用await()方法等待所有线程完成，并打印出"All threads completed"。