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Java 中的线程是并发还是并行?一文厘清概念与实践

聖光之護

聖光之護

发布时间:2026-02-07 11:22:06

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来源于php中文网

原创

Java 中的线程是并发还是并行?一文厘清概念与实践

java 线程本质上是**并发的**,在多核系统上可自动实现**并行执行**;jvm 本身不区分“并发”或“并行”的实现方式,而是由底层操作系统和硬件协同调度——自 java 早期版本起即支持并发,1.7 并未引入“核心感知”新特性,forkjoinpool 和 threadpool 同样遵循此原则。

在 Java 中,“并发(concurrency)”与“并行(parallelism)”常被混淆,但二者本质不同,且存在包含关系:所有并行都是并发,但并非所有并发都是并行

  • 并发(Concurrent) 指多个任务在逻辑上重叠执行,其事件发生的相对顺序不确定(例如线程 A 的 print("a") 与线程 B 的 print("b") 谁先输出不可预测),这是 Java 内存模型(JMM)和 synchronized/volatile 等机制要解决的核心问题。
  • 并行(Parallel) 是并发的一种物理实现形式,特指多个线程在同一时刻被调度到不同 CPU 核心上真正同时执行——这依赖于运行时环境:多核 CPU + 支持抢占式调度的操作系统(如 Linux、Windows)+ JVM 的本地线程映射(1:1 模型)。

值得注意的是:Java 自 1.0 起就基于操作系统原生线程(OS threads)构建 java.lang.Thread,即每个 Java 线程默认映射为一个 OS 线程(通过 pthread_create 或 Windows CreateThread)。这意味着:

  • 在单核系统上,线程表现为时间分片式并发(cooperative/preemptive scheduling by OS);
  • 在多核系统上,只要负载允许、无强同步竞争,OS 调度器天然会将就绪线程分配至空闲核心——从而实现自动并行
❗ 关于 “Java 1.7 是‘core-aware’” 的说法并不准确。JVM 从未在语言规范或运行时中引入所谓“核心感知”机制。Java SE 7 的更新重点在于 Fork/Join 框架增强、NIO.2、try-with-resources 等,而线程调度始终完全交由操作系统负责。所谓“感知核心”,实为 OS(如 Linux CFS 调度器)和现代 JVM(HotSpot)对 NUMA 架构、CPU 绑定等特性的优化支持,但这属于底层实现细节,对开发者透明,也非 1.7 新增。

线程池与 ForkJoinPool 的行为一致性

无论是 ThreadPoolExecutor 还是 ForkJoinPool,其底层仍基于标准 Java 线程:

// 示例:普通线程池 —— 线程在多核下自然并行
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    pool.submit(() -> {
        System.out.println("Task on thread: " + Thread.currentThread().getName());
        // 模拟计算密集型工作
        IntStream.range(0, 10_000_000).sum();
    });
}
pool.shutdown();
// 示例:ForkJoinPool —— 同样利用多核,但专为分治任务优化
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(4);
pool.invoke(new RecursiveTask() {
    @Override
    protected Long compute() {
        // 分治求和示例
        return LongStream.range(0, 100_000_000).parallel().sum();
    }
});

两者差异在于任务调度策略,而非并发/并行语义:

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  • ThreadPoolExecutor 采用工作窃取(work-stealing)较弱的队列模型(如 LinkedBlockingQueue),适合 I/O 或混合型任务;
  • ForkJoinPool 默认启用高效的工作窃取双端队列(WorkQueue),并内置 commonPool(),特别适合 CPU 密集型、可分割的递归任务。

关键结论与建议

  • ✅ Java 线程从诞生起就是并发安全模型下的原生 OS 线程,是否并行取决于运行环境,而非 Java 版本;
  • ✅ 多核 + 无锁竞争 + 计算密集型任务 → 高概率并行执行;
  • ⚠️ 不要试图用 Thread.setPriority() 或 Runtime.getRuntime().availableProcessors() 控制并行度——优先使用 ForkJoinPool 的并行流(parallelStream())或显式配置线程池大小(通常设为 availableProcessors() 或 availableProcessors() + 1);
  • ? 并发 ≠ 并行,但编写正确的并发程序是实现可靠并行的前提:务必遵循 JMM 规则,合理使用 synchronized、java.util.concurrent 工具类或不可变对象,避免竞态与内存可见性问题。

简言之:你写的 Java 线程代码,从来就具备并行潜力;真正决定它“跑不跑得起来”的,从来不是 javac 或 java 命令,而是你的服务器有没有 4 个空闲核心,以及你的代码有没有把它们正确地“喂饱”。

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