Java 多線程三種實現方式

時間 2019-12-02

標籤 java 多線程三種實現方式欄目 Java 简体版

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Java多線程實現方式主要有三種：繼承Thread類、實現Runnable接口、使用ExecutorService、Callable 實現有返回結果的多線程。其中前兩種方式線程執行完後都沒有返回值，只有最後一種Callable是帶返回值的，返回結果能夠從Future中取出來html

關於ExecutorService 參考：Java-線程池專題 (美團)java

一、繼承Thread類實現多線程
繼承Thread類的方法儘管被我列爲一種多線程實現方式，但Thread本質上也是實現了Runnable接口的一個實例，它表明一個線程的實例，而且，啓動線程的惟一方法就是經過Thread類的start()實例方法。start()方法是一個native方法，它將啓動一個新線程，並執行run()方法。這種方式實現多線程很簡單，經過本身的類直接extend Thread，並複寫run()方法，就能夠啓動新線程並執行本身定義的run()方法。例如：編程

public class MyThread extends Thread {  
　　public void run() {  
　　 System.out.println("MyThread.run()");  
　　}  
}

在合適的地方啓動線程以下：緩存

MyThread myThread1 = new MyThread();  
MyThread myThread2 = new MyThread();  
myThread1.start();  
myThread2.start();

二、實現Runnable接口方式實現多線程多線程

若是本身的類已經extends另外一個類，就沒法直接extends Thread，此時，必須實現一個Runnable接口，以下：併發

public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {  
　　public void run() {  
　　 System.out.println("MyThread.run()");  
　　}  
}

爲了啓動MyThread，須要首先實例化一個Thread，並傳入本身的MyThread實例：框架

MyThread myThread = new MyThread();  
Thread thread = new Thread(myThread);  
thread.start();

事實上，當傳入一個Runnable target參數給Thread後，Thread的run()方法就會調用target.run()，參考JDK源代碼：異步

public void run() {  
　　if (target != null) {  
　　 target.run();  
　　}  
}

三、使用ExecutorService、Callable 實現有返回結果的多線程ide

ExecutorService、Callable 這個對象實際上都是屬於Executor框架中的功能類。想要詳細瞭解Executor框架的能夠訪問主題：java併發編程-Executor框架，這裏面對該框架作了很詳細的解釋。返回結果的線程是在JDK1.5中引入的新特徵，確實很實用，有了這種特徵我就不須要再爲了獲得返回值而大費周折了，並且即使實現了也可能漏洞百出。
可返回值的任務必須實現Callable接口，相似的，無返回值的任務必須Runnable接口。執行Callable任務後，能夠獲取一個Future的對象，在該對象上調用get就能夠獲取到Callable任務返回的Object了，再結合線程池接口ExecutorService就能夠實現傳說中有返回結果的多線程了。下面提供了一個完整的有返回結果的多線程測試例子，在JDK1.5下驗證過沒問題能夠直接使用。代碼以下：post

import java.util.concurrent.*;  
import java.util.Date;  
import java.util.List;  
import java.util.ArrayList;    
/** 
* 有返回值的線程 
*/  
@SuppressWarnings("unchecked")  
public class Test {  
public static void main(String[] args) throws ExecutionException,  
    InterruptedException {  
   System.out.println("----程序開始運行----");  
   Date date1 = new Date();  
  
   int taskSize = 5;  
   // 建立一個線程池  
   ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);  
   // 建立多個有返回值的任務  
   List<Future> list = new ArrayList<Future>();  
   for (int i = 0; i < taskSize; i++) {  
    Callable c = new MyCallable(i + " ");  
    // 執行任務並獲取Future對象  
    Future f = pool.submit(c);  
    // System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
    list.add(f);  
   }  
   // 關閉線程池  
   pool.shutdown();  
  
   // 獲取全部併發任務的運行結果  
   for (Future f : list) {  
    // 從Future對象上獲取任務的返回值，並輸出到控制檯  
    System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
   }  
  
   Date date2 = new Date();  
   System.out.println("----程序結束運行----，程序運行時間【"  
     + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】");  
}  
}  
  
class MyCallable implements Callable<Object> {  
private String taskNum;  
  
MyCallable(String taskNum) {  
   this.taskNum = taskNum;  
}  
  
public Object call() throws Exception {  
   System.out.println(">>>" + taskNum + "任務啓動");  
   Date dateTmp1 = new Date();  
   Thread.sleep(1000);  
   Date dateTmp2 = new Date();  
   long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();  
   System.out.println(">>>" + taskNum + "任務終止");  
   return taskNum + "任務返回運行結果,當前任務時間【" + time + "毫秒】";  
}  
}

代碼說明：

上述代碼中Executors類，提供了一系列工廠方法用於創先線程池，返回的線程池都實現了ExecutorService接口。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
建立固定數目線程的線程池。
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
建立一個可緩存的線程池，調用execute 將重用之前構造的線程（若是線程可用）。若是現有線程沒有可用的，則建立一個新線程並添加到池中。終止並從緩存中移除那些已有 60 秒鐘未被使用的線程。
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
建立一個單線程化的Executor。
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
建立一個支持定時及週期性的任務執行的線程池，多數狀況下可用來替代Timer類。
ExecutoreService提供了submit()方法，傳遞一個Callable，或Runnable，返回Future。若是Executor後臺線程池尚未完成Callable的計算，這調用返回Future對象的get()方法，會阻塞直到計算完成。

具體 ExecutorService的使用參考：Java-線程池專題 (美團)

2、Thread 和Runnable 的區別和聯繫

若是研究一下源碼就會發現：Thread其實自己就是實現了接口 Runnable的一個類;

所以 Thread中的方法和成員變量要比Runnable多，最典型地就是 Thread有start()方法，可是Runnable接口沒有start()方法；

若是想要執行一段線程：

 public threadTest extends Thread {...
@Override
public void run() {..}
}

threadTest th1=new threadTest("一號窗口");     
th1.start();

這裏繼承了Thread類，而且重寫了方法run();

而後調用此類的start()方法來執行，記住不是調用run()方法執行，而是start(),由於：

　1.run()並非啓動線程，而是簡單的方法調用。

　2.並非一啓動線程（調用start()方法）就執行這個線程，而是進入就緒狀態，何時運行要看CPU。

區別

實際開發中咱們一般採用Runnable接口來實現多線程。由於實現Runnable接口比繼承Thread類有以下好處：
1. 避免繼承的侷限，一個類能夠繼承多個接口，可是類只能繼承一個類。
2. Runnable接口實現的線程便於資源共享。而經過Thread類實現，各自線程的資源是獨立的，不方便共享。

聯繫

public class Thread extends Object implements Runnable

發現Thread類也是Runnable接口的子類。

針對於區別的第二條：Runnable接口實現的線程便於資源共享，而經過Thread類實現，各自的線程的資源是獨立的，不方便共享。

舉個栗子：

網上最經典的賣票的例子：

(1)繼承Thread類：

package com.thread;
/*
 * 經過繼承Thread類，實現多線程
 * Thread類是有run()方法的；
 * 也有start方法
 * */
public class threadTest extends Thread {
    private  int ticket =10;    
    private String name;    
    public threadTest(String name){
        this.name=name;
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
//        super.run();
        while(true){
        if(this.ticket>0){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(this.name+"賣票--->"+(this.ticket--));
        }else{
            break;
        }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        threadTest th1=new threadTest("一號窗口");     
        threadTest th2=new threadTest("二號窗口");      
        th1.start();
        th2.start();
//        threadTest mt=new threadTest();
//        Thread t1 =new Thread(mt,"一號窗口");
//        Thread t2 =new Thread(mt,"二號窗口");
//        t1.start();
//        t2.start();

    }

}

(2)實現Runnable接口：

package com.thread;
/*
 * 經過實現Runnable接口，實現多線程
 * Runnable類是有run()方法的；
 * 可是沒有start方法
 * */

public class runnableTest implements Runnable {    
    private  int ticket =10; 
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        while(true){
            if(ticket>0){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"賣票--->"+(this.ticket--));
            }else{
                break;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {        
        runnableTest mt=new runnableTest();
        Thread t1 =new Thread(mt,"一號窗口");
        Thread t2 =new Thread(mt,"二號窗口");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

能夠看到：Thread 各線程資源是獨立的，Runnable 便於實現線程共享資源；

Runable Callable Future 的區別與聯繫

Runable Callable Future都是咱們在java多線程開發中遇到的接口，那麼這些接口之間有什麼區別呢？

Runable

做爲咱們多線程開發中常用到的接口，它定義run方法，只要對象實現這個方法，將對象做爲參數輸入到new Thread(Runnable A )，線程一旦start()，那麼就自動執行了，沒有任何的返回結果，沒法知道何時結束，適用於徹底異步的任務，不用關心結果。樣例：

Callable

Callable定義的接口call(),它可以拋出異常，而且可以有一個返回結果。實現了Callable要想提交到線程池中，直接經過executorService.submit(new CallAbleTask(i))，可是返回的結果是Future，結果信息從Future裏面取出，具體的業務邏輯在call中執行。好了下面介紹下Future

Future

Future提供了五個接口，功能以下圖：

總的來講Future，可以控制Callable對象的執行，檢測是否作完，能夠阻塞式獲取結果，也能夠等待一段時間內獲取結果，具體的方法含義由上圖可見：

boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：用來取消任務，成功返回true，失敗則返回false

boolean isCancelled()：表示任務是否被取消成功，若是在任務正常完成前被取消成功，則返回 true

boolean isDone()：表示任務是否已經完成，若任務完成，則返回true

V get()：用來獲取執行結果，這個方法會產生阻塞會一直等到任務執行完畢才返回

V get(long timeout, TimeUnit unit) 用來獲取執行結果，若是在指定時間內，還沒獲取到結果，直接返回null

。咱們看下例子

咱們可以看到方法的執行都是Callable，可是最後獲取結果經過Future，get的方式的話，就是一直會阻塞在那裏獲取。

以上總結：

Runable適用於徹底異步的任務，不用操心執行狀況，異常出錯的。