آشنایی با Threads در جاوا 🚀

1️⃣ Threads چیست و چرا مهم است؟

در واقع Threads به برنامه این امکان را می‌دهد که چندین کار را همزمان انجام دهد. این ویژگی باعث می‌شود برنامه‌ها سریع‌تر و بهینه‌تر اجرا شوند.

🔹 مثال کاربردی:
فرض کنید یک برنامه داریم که همزمان یک فایل را دانلود می‌کند و رابط کاربری را نمایش می‌دهد. بدون Threads، برنامه ممکن است هنگام دانلود فایل متوقف شود و رابط کاربری دیگر پاسخگو نباشد. اما با استفاده از Threads، دانلود در پس‌زمینه انجام می‌شود و کاربر همچنان می‌تواند از برنامه استفاده کند.

2️⃣ ایجاد یک Thread در جاوا

در جاوا، دو روش برای ایجاد Thread وجود دارد:

📌 روش اول: استفاده از کلاس `Thread`

در این روش، کلاس ما از Thread ارث‌بری می‌کند و متد run() را بازنویسی می‌کند.

✅ مثال:

public class MyThread extends Thread {
  public void run() {
    System.out.println("این کد در یک Thread اجرا می‌شود!");
  }

  public static void main(String[] args) {
    MyThread thread = new MyThread();
    thread.start();
    System.out.println("این کد خارج از Thread است.");
  }
}

🔹 در این مثال، ابتدا یک Thread ایجاد می‌شود و متد start() اجرا شده که باعث اجرای متد run() در یک Thread جداگانه می‌شود.

📌 روش دوم: پیاده‌سازی `Runnable`

در این روش، کلاس ما Thread را مستقیماً ارث‌بری نمی‌کند، بلکه اینترفیس Runnable را پیاده‌سازی می‌کند.

✅ مثال:

public class MyRunnable implements Runnable {
  public void run() {
    System.out.println("این کد در یک Thread اجرا می‌شود!");
  }

  public static void main(String[] args) {
    MyRunnable obj = new MyRunnable();
    Thread thread = new Thread(obj);
    thread.start();
    System.out.println("این کد خارج از Thread است.");
  }
}

🔹 این روش انعطاف‌پذیرتر است زیرا کلاس می‌تواند علاوه بر Runnable، از کلاس‌های دیگر نیز ارث‌بری کند.

3️⃣ تفاوت بین Thread و Runnable

ویژگی	ارث‌بری از Thread	پیاده‌سازی Runnable
امکان ارث‌بری از کلاس دیگر	❌ ندارد	✅ دارد
انعطاف‌پذیری	کم	زیاد
خوانایی کد	معمولی	بهتر

✅ نتیجه‌گیری: اگر کلاس شما نیاز به ارث‌بری از کلاس دیگری دارد، از Runnable استفاده کنید. در غیر این صورت، Thread نیز گزینه مناسبی است.

4️⃣ مشکلات همزمانی (Concurrency Problems) ⚠️

زمانی که چندین Thread همزمان روی یک متغیر مشترک کار می‌کنند، مقدار آن ممکن است غیرقابل پیش‌بینی شود.

🔹 مثال یک مشکل همزمانی:

public class Main extends Thread {
  public static int amount = 0;

  public static void main(String[] args) {
    Main thread = new Main();
    thread.start();

    System.out.println(amount);
    amount++;
    System.out.println(amount);
  }

  public void run() {
    amount++;
  }
}

🔴 مشکل: مقدار amount ممکن است در هر اجرای برنامه متفاوت باشد، چون Thread و برنامه اصلی همزمان روی آن مقدار تغییر ایجاد می‌کنند.

5️⃣ حل مشکل همزمانی با isAlive() ✅

یک راه برای جلوگیری از این مشکل این است که قبل از استفاده از متغیر، منتظر بمانیم تا Thread کارش را تمام کند.

✅ مثال استفاده از isAlive() برای هماهنگ کردن Threads:

public class Main extends Thread {
  public static int amount = 0;

  public static void main(String[] args) {
    Main thread = new Main();
    thread.start();

    while (thread.isAlive()) {
      System.out.println("در حال انتظار...");
    }

    System.out.println("مقدار نهایی amount: " + amount);
    amount++;
    System.out.println("مقدار جدید amount: " + amount);
  }

  public void run() {
    amount++;
  }
}

✅ چرا این روش بهتر است؟

while (thread.isAlive()) بررسی می‌کند که آیا Thread هنوز در حال اجراست یا نه.
اگر Thread در حال اجرا باشد، برنامه منتظر می‌ماند تا آن تمام شود.
پس از اتمام Thread، مقدار amount با اطمینان از نتیجه صحیح تغییر می‌کند.

🏆 جمع‌بندی و تمرین

1️⃣به طور کلی Threads چیست؟ قابلیتی که به برنامه اجازه می‌دهد چندین کار را همزمان انجام دهد.
2️⃣ روش‌های ایجاد Thread:

ارث‌بری از Thread
پیاده‌سازی Runnable (انعطاف‌پذیرتر)
3️⃣ مشکلات همزمانی: به دلیل اجرای همزمان، مقدار متغیرهای مشترک نامشخص خواهد بود.
4️⃣ راه‌حل: استفاده از isAlive() برای هماهنگ‌سازی اجرای Thread‌ها.

🎯 تمرین:
یک برنامه بنویسید که دو Thread مختلف مقدار یک متغیر را افزایش دهند و مقدار نهایی را درست مدیریت کند. آیا می‌توانید روش بهتری برای حل مشکلات همزمانی پیدا کنید؟ 😃

آموزش رایگان صفر تا صد جاوا (Java) به زبان ساده