Java基礎之多線程的三種實現方式

一、前言

Java多線程實現的三種方式有繼承Thread類,實現Runnable接口,使用ExectorService、Callable、Future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,隻有最後一種是帶返回值的。

二、繼承Thread類實現多線程

1.Thread本質上也是實現瞭Runnable接口的一個實例,它代表一個線程的實例,並且,啟動線程的唯一方法就是通過Thread類的start()實例方法。

2.start()方法是一個native方法,它將啟動一個新線程,並執行run()方法

3.這種方式實現多線程很簡單,通過自己的類直接extend Thread,並重寫run()方法,就可以啟動新線程並執行自己定義的run()方法

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

啟動線程:

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

三、Runnable接口方式實現多線程

Java程序裡面對於繼承永遠都是存在有單繼承局限的,如果自己的類已經extends另一個類,就無法直接extends Thread,Java裡面又提供第二種多線程的主體定義結構形式:實現java.lang.Runnable接口

定義:

@FunctionalInterface    // 從JDK1.8引入瞭Lambda 表達式之後就變為瞭函數式接口
public interface Runnable {
  public void run();
}

實現一個Runnable接口:

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

啟動MyThread,首先實例化一個Thread,並傳入自己的MyThread實例:

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

當傳入一個Runnable target參數給Thread後,Thread的run()方法就會調用target.run()

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

四、Thread和Runnable的關系

1.從代碼的結構本身來講肯定使用Runnable是最方便的,因為其可以避免單繼承的局限,同時也可以更好的進行功能的擴充

2.從結構上觀察Thread與Runnable的聯系

 public class Thread extends Object implements Runnable{}
Thread類也是Runnable 接口的子類,那麼在之前繼承Thread類的時候實際上覆寫的還是Runnable的方法。

3.進行Thread啟動多線程時調用的是start()方法,而後找到的是run()方法。當通過Thread類的構造方法傳遞瞭一個Runnable接口對象的時候,該接口對象將被Thread中的target的屬性保存,在start()方法執行的時候會調用Thread類的run方法,而這個run()方法去調用Runnable接口子類被覆寫過的run()方法。

多線程開發的本質實質上是在於多個線程可以進行統一資源的搶占,那麼Thread主要描述的是線程,那麼資源的描述是通過Runnable完成的。

五、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多線程

1.ExecutorService、Callable、Future這個對象實際上都是屬於Executor框架中的功能類

2.返回值的任務必須實現Callable接口,類似的,無返回值的任務必須Runnable接口

3.執行Callable任務後,可以獲取一個Future的對象,在該對象上調用get就可以獲取到Callable任務返回的Object,再結合線程池接口ExecutorService就可以實現有返回結果的多線程瞭

Runnable接口有一個缺點:當線程執行完畢後,我們無法獲取一個返回值,所以從JDK1.5之後就提出瞭一個新的線程實現接口:java.util.concurrent.Callable接口

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

Callbale定義的時候可以設置一個泛型,此泛型的類型就是返回數據的類型

Callable接口和Runnable接口是類似的,但是需要實現的是call方法,而且從上面的代碼中我們可以看到run()方法執行的任務是沒有返回值的,但是call方法有返回值,可以自定義返回值的類型,這就是兩個接口最大的區別

例子:

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;
	   // 創建一個線程池
	   ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
	   // 創建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();
	 
	   // 獲取所有並發任務的運行結果
	   for (Future f : list) {
	    // 從Future對象上獲取任務的返回值,並輸出到控制臺
	    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 + "任務啟動");
	   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】";
	}
}

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