Java中实现多线程关键词整理

2024年1月10日 175次阅读 来源: aheizi

Java中的Runable,Callable,Future,FutureTask,ExecutorService,Excetor,Excutors,ThreadPoolExcetor在这里对这些关键词，以及它们的用法做一个总结。

首先将它们分个类：
Runable,Callable
Future,FutureTask
ExecutorService,Executor,Excutors,ThreadPoolExcetor

1. 关于Ranable和Callable

首先Java中创建线程的方法有三种：

  1. 继承Thread类，覆盖run方法
  2. 实现Runable接口，实现run方法
  3. 实现Callable接口，实现run方法

三种实现的优缺点：

  1. 继承Thread，单继承的缘故，不能再继承其他类，获取当前线程this
  2. 实现Runable接口，没有返回值，获取当前线程Thread.currentThread()
  3. 实现Callable接口，可通过Future.get()获取返回值，获取当前线程 Thread.currentThread()

继承Thread，两个步骤：

class DemoThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        // Perform time-consuming operation...
    }
}
DemoThread t = new DemoThread();
t.start();
  • 继承Thread类，覆盖run()方法。
  • 创建线程对象并用start()方法启动线程。

实现Runable，一般使用如下：

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // do something
    }
}).start();

为了简单。
以上两种方式获取线程执行的结果相当麻烦，不能直接获取。JDK1.5增加了 Callable, Callable 的 call() 方法可以返回值和抛出异常。Callable 可以返回装载有计算结果的 Future 对象。
Callable的源码：

public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception;
}

Callable的基本使用方法：

FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new Callable<Integer>() {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        // do something
        return null;
    }
});
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();
Integer result = futureTask.get();

运行 Callable 任务可以拿到一个 Future 对象，通过Future的get()方法拿到线程执行的返回值。那么…Future，FutureTask区别是什么，怎么使用？
->next()

2. 关于Future和FutureTask

为了获取线程的执行结果，引入了Future的FutureTask，那么他们是什么关系，如何使用？
Future类位于java.util.concurrent包下，它是一个接口：

public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    boolean isCancelled();
    boolean isDone();
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

Future 定义了5个方法：

  1. boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：试图取消对此任务的执行。如果任务已完成、或已取消，或者由于某些其他原因而无法取消，则此尝试将失败。当调用 cancel() 时，如果调用成功，而此任务尚未启动，则此任务将永不运行。如果任务已经启动，则 mayInterruptIfRunning 参数确定是否应该以试图停止任务的方式来中断执行此任务的线程。此方法返回后，对 isDone() 的后续调用将始终返回 true。如果此方法返回 true，则对 isCancelled() 的后续调用将始终返回 true。
  2. boolean isCancelled()：如果在任务正常完成前将其取消，则返回 true。
  3. boolean isDone()：如果任务已完成，则返回 true。 可能由于正常终止、异常或取消而完成，在所有这些情况中，此方法都将返回 true。
  4. V get()throws InterruptedException,ExecutionException：如有必要，等待计算完成，然后获取其结果。
  5. V get(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException： 如有必要，最多等待为使计算完成所给定的时间之后，获取其结果（如果结果可用）。

总的来说Future提供了三种功能：

  1. 判断任务是否完成；
  2. 能够中断任务；
  3. 能够获取任务执行结果。

重点：
RunnableFuture继承了Runnable接口和Future接口，而FutureTask实现了RunnableFuture接口。
FutureTask的实现：

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>

RunnableFuture接口的实现：

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}

FutureTask是Future接口的一个唯一实现类。
除了可以用Thread包装FutureTask外，还有另一种使用方法：

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new Callable<Integer>() {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        // do something
        return null;
    }
});
executor.submit(futureTask);
Integer result = futureTask.get();

这里用到了Executor 框架。
->next();

3. 关于ExecutorService,Executor,Excutors,ThreadPoolExcetor

Executor框架在Java 5中被引入，Executor 框架是一个根据一组执行策略调用、调度、执行和控制的异步任务的框架。
在说Executor 框架之前我们需要引入一个新的概念——线程池（ThreadPoolExecutor）：

public ThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,
        int maximumPoolSize,
        long keepAliveTime,
        TimeUnit unit,
        BlockingQueue<Runnable> workQueue,
        ThreadFactory threadFactory,
        RejectedExecutionHandler handler)

ThreadPoolExecutor是Executors类的底层实现。
在JDK帮助文档中，有如此一段话：

“强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool()（无界线程池，可以进行自动线程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）和 Executors.newSingleThreadExecutor()（单个后台线程），它们均为大多数使用场景预定义了设置。”

那么ExecutorService,Excetor,Excutors都是什么？
Excetor是一个抽象层面的核心接口：

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}

ExecutorService 接口 对 Executor 接口进行了扩展，提供了返回 Future 对象，终止，关闭线程池等方法。

public interface ExecutorService extends Executor {
    void shutdown();
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
}

Executors 是一个工具类，类似于 Collections。提供工厂方法来创建不同类型的线程池，比如 FixedThreadPool 或 CachedThreadPool。

public class Executors {
    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
        }
        
     public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());
        }
}

以上是对Java多线程关键词的整理，不至于一团乱麻。

    原文作者：aheizi
    原文地址: https://www.cnblogs.com/aheizi/p/6843399.html
    本文转自网络文章，转载此文章仅为分享知识，如有侵权，请联系博主进行删除。
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