Java创建线程的4种方式:
Java使用Thread类代表线程,所有线程对象都必须是Thread类或者其子类的实例。Java可以用以下4种方式来创建线程:
1)继承Thread类创建线程;
2)实现Runnable接口创建线程;
3)实现Callable接口,通过FutureTask包装器来创建Thread线程;
4)使用ExecutorService、Callable(或者Runnable)、Future实现由返回结果的线程。
接下来,针对这四种方式详细介绍及其用法:
1)继承Thread类创建线程
Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。start()方法是一个native方法,它将启动一个新线程,并执行run()方法。这种方式实现多线程很简单,通过自己的类直接extends Thread,并复写run()方法,就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。
例如:
/** * 无返回值的 */ class MyThread extends Thread { CountDownLatch countDownLatch; public MyThread(CountDownLatch countDownLatch) { this.countDownLatch = countDownLatch; } @Override public void run() { try { Thread.sleep(2000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":my thread "); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { countDownLatch.countDown(); } } }
main调用:
public static void main(String[] args) { // 第一種:使用extends Thread方式 CountDownLatch countDownLatch1 = new CountDownLatch(2); for (int i = 0; i < 2; i++) { MyThread myThread1 = new MyThread(countDownLatch1); myThread1.start(); } try { countDownLatch1.await(); System.out.println("thread complete..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }
2)实现Runnable接口创建线程
如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,可以实现一个Runnable接口,如下:
/** * 无返回值的 */ class MyRunnable implements Runnable { CountDownLatch countDownLatch; public MyRunnable(CountDownLatch countDownLatch) { this.countDownLatch = countDownLatch; } public void run() { try { Thread.sleep(2000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":my runnable"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { countDownLatch.countDown(); } } }
为了启动MyRunnable,需要首先实例化一个Thread,并传入自己的MyRunnable实例:
public static void main(String[] args) { // 第二種:使用implements Runnable方式 CountDownLatch countDownLatch2 = new CountDownLatch(2); MyRunnable myRunnable = new MyRunnable(countDownLatch2); for (int i = 0; i < 2; i++) { new Thread(myRunnable).start(); } try { countDownLatch2.await(); System.out.println("runnable complete..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }
事实上,当传入一个Runnable target参数给Thread后,Thread的run()方法就会调用target.run(),参考JDK源代码:
public void run() { if (target != null) { target.run(); } }
3)实现Callable接口,通过FutureTask包装器来创建Thread线程
Callable接口(也只有一个方法)定义如下:
public interface Callable<V> { V call() throws Exception; }
如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,可以实现一个Callable接口(它是一个具有返回值的),如下:
/** * 有返回值的 */ class MyCallable implements Callable<Integer> { CountDownLatch countDownLatch; public MyCallable(CountDownLatch countDownLatch) { this.countDownLatch = countDownLatch; } public Integer call() throws Exception { try { Thread.sleep(2000); int sum = 0; for (int i = 0; i <= 100; i++) { sum += i; } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":my callable"); return sum; } finally { countDownLatch.countDown(); } } }
和Runnable接口不一样,Callable接口提供了一个call()方法作为线程执行体,call()方法比run()方法功能要强大。
1)call()方法可以有返回值
2)call()方法可以声明抛出异常
Java5提供了Future接口来代表Callable接口里call()方法的返回值,并且为Future接口提供了一个实现类FutureTask,这个实现类既实现了Future接口,还实现了Runnable接口,因此可以作为Thread类的target。在Future接口里定义了几个公共方法来控制它关联的Callable任务。
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)://视图取消该Future里面关联的Callable任务 V get()://返回Callable里call()//方法的返回值,调用这个方法会导致程序阻塞,必须等到子线程结束后才会得到返回值 V get(long timeout,TimeUnit unit)://返回Callable里call()方法的返回值,最多阻塞timeout时间,经过指定时间没有返回抛出TimeoutException boolean isDone();//若Callable任务完成,返回True boolean isCancelled();//如果在Callable任务正常完成前被取消,返回True
介绍了相关的概念之后,创建并启动有返回值的线程的步骤如下:
1】创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,然后创建该实现类的实例(从java8开始可以直接使用Lambda表达式创建Callable对象)。
2】使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了Callable对象的call()方法的返回值
3】使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动线程(因为FutureTask实现了Runnable接口)
4】调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值
main调用:
public static void main(String[] args) { // 第三種:使用implements Callable方式,具有返回值 List<FutureTask<Integer>> resultItems1 = new ArrayList<FutureTask<Integer>>(); CountDownLatch countDownLatch3 = new CountDownLatch(2); for (int i = 0; i < 2; i++) { MyCallable myCallable = new MyCallable(countDownLatch3); FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(myCallable); new Thread(futureTask).start(); resultItems1.add(futureTask); } try { countDownLatch3.await(); Iterator<FutureTask<Integer>> iterator = resultItems1.iterator(); while (iterator.hasNext()) { try { System.out.println(iterator.next().get()); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("callable complete..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }
4)使用ExecutorService、Callable(或者Runnable)、Future实现由返回结果的线程
Executors类,提供了一系列工厂方法用于创建线程池,返回的线程池都实现了ExecutorService接口:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) ;//创建固定数目线程的线程池。 public static ExecutorService newCachedThreadPool();//创建一个可缓存的线程池,调用execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用)。如果现有线程没有可用的,则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。 public static ExecutorService newSingleThreadExecutor();//创建一个单线程化的Executor。 public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize);//创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池,多数情况下可用来替代Timer类。
ExecutoreService提供了submit()方法,传递一个Callable,或Runnable,返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算,这调用返回Future对象的get()方法,会阻塞直到计算完成。
下边以MyCallable为例,展示下具体的用法(MyCallable与3)中的定义一样):
public static void main(String[] args) { // 第四種:使用使用線程池方式 // 接受返回參數 List<Future> resultItems2 = new ArrayList<Future>(); // 給線程池初始化5個線程 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); CountDownLatch countDownLatch4 = new CountDownLatch(10); for (int i = 0; i < 10; i++) { MyCallable myCallable = new MyCallable(countDownLatch4); Future result = executorService.submit(myCallable); resultItems2.add(result); } // 等待线程池中分配的任务完成后才关闭(关闭之后不允许有新的线程加入,但是它并不会等待线程结束),而executorService.shutdownNow();是立即关闭不管是否线程池中是否有其他未完成的线程。 executorService.shutdown(); try { countDownLatch4.await(); Iterator<Future> iterator = resultItems2.iterator(); while (iterator.hasNext()) { try { System.out.println(iterator.next().get()); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("callable complete..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }