プログラミング

Javaのスレッド完全ガイド

最終更新： 10/03/2025
1 分の読み

Javaにおけるスレッド（Threads）とは、プログラム内で並行して実行される処理の最小単位を指します。スレッドは、複数の処理を同時に実行するための重要な要素であり、特にパフォーマンスや応答性の向上が求められるアプリケーションにおいて非常に重要です。ここでは、Javaにおけるスレッドの基本的な概念、スレッドの作成方法、並行処理を実現するためのテクニックについて完全かつ包括的に解説します。

スレッドの基本概念

スレッドは、プロセス内で並行して実行される一連の命令です。1つのJavaプログラムは1つのメインスレッドを持っており、このメインスレッドがプログラム全体の開始点となります。スレッドを使うことで、複数のタスクを並行して処理することが可能となり、例えば、ユーザーインターフェースの応答性を保ちながら、バックグラウンドで長時間かかる処理を実行するといったことができます。

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スレッドの作成方法

Javaでスレッドを作成する方法は主に2通りあります。

  1. Thread クラスを継承する方法:
    Thread クラスを拡張して、run() メソッドをオーバーライドすることで新しいスレッドを作成します。

    java
    class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("スレッドが実行されました");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start();  // スレッドの開始
    }
}

    run() メソッドはスレッドが実行する処理を定義する場所です。このメソッド内のコードは、スレッドが開始されると実行されます。

  2. Runnable インターフェースを実装する方法:
    Runnable インターフェースを実装し、そのインスタンスを Thread クラスに渡してスレッドを作成する方法です。この方法の利点は、Runnable インターフェースを実装することで、クラスの継承関係を変更せずにスレッドを利用できる点です。

    java
    class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Runnableスレッドが実行されました");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();  // スレッドの開始
    }
}

    この方法では、Thread クラスを直接継承する必要がないため、より柔軟にスレッドを利用することができます。

スレッドの制御

スレッドを使用する際には、スレッドの実行を制御するための方法も重要です。以下は、スレッドの制御に関するいくつかの基本的なメソッドです。

  • start() メソッド:
    スレッドを開始します。このメソッドを呼び出すことで、スレッドの run() メソッドが新しいスレッドで実行されます。

  • sleep() メソッド:
    スレッドを一定時間停止させることができます。引数にはミリ秒単位で待機時間を指定します。

    java
    try {
    Thread.sleep(1000);  // 1秒間スリープ
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}

  • join() メソッド:
    呼び出したスレッドが終了するまで待機します。複数のスレッドを順番に実行する際に、あるスレッドが終了するのを待ってから次の処理を実行するために使用します。

    java
    thread.join();  // threadスレッドが終了するまで待機

スレッドの同期

複数のスレッドが同じリソースにアクセスする場合、データの整合性を保つために**同期（synchronization）**が必要です。同期を行う方法として、synchronized キーワードを使うことができます。

例えば、複数のスレッドが同時にカウンターを更新する場合に、同期を使用してデータ競合を防ぐことができます。

java
class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

increment() メソッドに synchronized を付けることで、複数のスレッドが同時にこのメソッドを実行することができず、カウンターの競合を防ぐことができます。

スレッドプールの使用

スレッドを個別に管理するのではなく、あらかじめ用意されたスレッドプールを使用することも一般的です。スレッドプールを使用することで、スレッドの生成と破棄のコストを削減し、効率的にスレッドを管理できます。Javaでは、ExecutorService を使用してスレッドプールを管理できます。

java
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);  // スレッドプールを作成
        executor.submit(() -> System.out.println("スレッド1"));
        executor.submit(() -> System.out.println("スレッド2"));
        executor.shutdown();  // スレッドプールの終了
    }
}

このコードでは、2つのスレッドを使用して処理を並行して実行しています。ExecutorService を使うことで、スレッドの管理が簡単になります。

まとめ

Javaのスレッドは、並行処理を実現するための非常に強力なツールです。スレッドを使うことで、複数のタスクを同時に実行し、効率的な処理を実現することができます。スレッドの作成方法、制御方法、同期、スレッドプールの使用方法など、さまざまな技術を理解することで、より複雑なアプリケーションの並行処理をスムーズに実現できます。

最終更新： 10/03/2025
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