java线程实现/创建的几种方式

Posted 2021-09-02 勇敢牛牛不怕困难@帅

java线程的创建与实现

进程与线程
进程可以简单理解成一个可执行程序例如.exe，在Windows中的任务管理器中可以查看每一个进程，进程是一次程序的执行，是程序在数据集合上运行的过程，是系统资源调度的一个单位。进程主要负责向操作系统申请资源。然而一个进程中，多个线程可以共享进程中相同的内存或文件资源。线程就是一个进程一个程序要完成所依赖的子任务，这些子任务便可以看作是一个线程。

第一种方式继承Thread类

从java源码可以看出Thread类本质上实现了Runnable接口的实例类，代表了线程的一个线程的实例，启动的线程唯一办法就是通过Thread类调用start()方法，start()方法是需要本地操作系统的支持，它将启动一个新的线程，并且执行run()方法。

继承Thread类实现线程代码如下

创建一个Thread类，对象直接调用run方法会出现什么问题？

package cn.thread.线程;

public class MyThread extends Thread{
    public MyThread(String name){
        super(null,null,name);
    }
    int piao =10;
    @Override
    public void run() {
        while(piao>0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"......"+piao--);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt = new MyThread("x");
        mt.run();
    }
}

结果：
可以发现是主线程执行了run方法，并不是用户线程执行的run方法，此时可以得出用户线程并没有启动，所以并不会执行run里面的方法，且执行完run方法便结束线程。

第二种创建线程的方法，实现Runnable接口

相比继承Thread类而言，实现接口的可扩展性得到了提升，Runnable接口也必须要封装到Thread类里面，才可以调用start方法，启动线程。

实现代码

package cn.thread.线程;

public class MyRunnable implements Runnable{

    int piao = 10;
    @Override
    public void run() {
        while(piao>0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-----"+piao--);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Runnable r =new MyRunnable();
        Thread t =new Thread(r);
        t.start();
    }

}

结果

第三种创建线程的方法实现Callable接口

Callable接口使用方法和Runnable接口的方法类似不同的一点是Callable接口具有返回值，返回结果并且可能抛出异常的任务。实现者定义了一个不带任何参数的叫做 call 的方法。 Callable 接口类似于 Runnable，两者都是为那些其实例可能被另一个线程执行的类设计的。但是 Runnable 不会返回结果，并且无法抛出经过检查的异常。

实现代码

对下列代码进行分析
首先callable是接口不能直接创建对象，也不能创建线程。并且要实现call方法类似run方法的功能，call方法有返回值，会计算结果，如果无法计算结果，则抛出一个异常。
执行callable任务之后，可以获得一个future的对象，future基本上是主线程可以跟踪进度以及获取其他线程结果的一种方式。在这里Test1()方法主要利用线程池和future的方法，去启动实现Callable接口的线程，具有返回值。而Test2()主要是采用FutureTask类去实现创建一个实现callable接口的线程，futuretask实现了future接口。

package com.openlab.test;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;

public class CallableTest implements Callable{

	@Override
	public Object call() throws Exception {
		
		Random generator = new Random();
		
		Integer randomNumber = generator.nextInt(5);
		
		Thread.sleep(randomNumber*1000);
		
		return randomNumber;
	}

}

综合练习代码：

package cn.thread.线程;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.*;

public class CallableTest implements Callable<Object> {//不能直接创建线程
    int taskNum;
    public CallableTest(int taskNum){
        this.taskNum = taskNum;

    }
    @Override
    public Object call() throws Exception {

        System.out.println(">>>"+taskNum+"任务启动");
        Date dataTemp = new Date();
        Thread.sleep(1000);
        Date dataTemp2 = new Date();
        long time  = dataTemp2.getTime() - dataTemp.getTime();
        System.out.println(">>>>"+taskNum+"任务终止");
        return taskNum+"任务返回运行结果"+time;
//        Random generator = new Random();
//        Integer randomNumber = generator.nextInt(5);
//        Thread.sleep(randomNumber*1000);
//        return  randomNumber;
    }
    /*test1方法采用Executors的静态方法newFixedThreadPool(taskSize) 创建一个可重用固定线程集合的
    线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程，获取线程池。ExecutorService的submit方法提交一个
    callable实例，得到一个future对象，最终将future对象存储在list数组中，加入线程池的过程中就代表
    着线程已经开始执行，相当于一个线程池代理过程，就不需要采用start方法启动线程。最后对future进行
    打印输出。切记一定要关闭线程池！*/
     static void test1() throws ExecutionException, InterruptedException {
         System.out.println("程序开始");
         Date data1 = new Date();
         int taskSize = 5;
        //构建线程池对象
         ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
         List<Future> list =new ArrayList<Future>();
         for(int i=0;i<taskSize;i++){

             Callable c = new CallableTest(i);
             Future f = pool.submit(c);
             list.add(pool.submit(c));

         }
         //关闭线程池
         pool.shutdown();
         for(Future f:list){
             System.out.println(">>>"+f.get().toString());
         }
         Date date2 = new Date();
         System.out.println("程序运行结束-----"+(date2.getTime()-data1.getTime())+"毫秒");
     }
     /*test2方法主要是采用futuretask类，可以直接把callable作为参数来申明futuretask对象，
     这里相当于把线程池换成了futuretask数组，因为test1线程池可以对callable进行封装，
     在这里可以直接采用futuretask就行封装，在加上futuretask又实现了runnable接口，
     所以可以直接创建线程采用start的方式进行启动线程。*/
     static  void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
         System.out.println("----程序开始-----");
         Date date1 =new Date();
         int taskSize = 5;
         FutureTask[] randNumber = new FutureTask[taskSize];
         List<Future> list =new ArrayList<Future>();
         for(int i=0;i<taskSize;i++){
             Callable c = new CallableTest(i);
             randNumber[i] = new FutureTask(c);
             Thread t = new Thread(randNumber[i]);
             t.start();

         }
         for(Future f:randNumber){
             System.out.println(">>>"+f.get().toString());
         }
         Date date2 = new Date();
         System.out.println("程序运行结束-----"+(date2.getTime()-date1.getTime())+"毫秒");

     }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
//        CallableTest c = new CallableTest();
//        Integer i = (Integer) c.call();
        test1();
        test2();

    }
}

执行结果

第四种实现线程的方法，基于线程池

其实在第三种的方法中就提到了两种实现方法，一种线程池+future，另一种futuretask的方法。线程和数据库连接这些资源都是非常宝贵的资源。那么每次需要的时候创建，不需要的时候销毁，是非常浪费资源的。那么我们就可以使用缓存的策略，也就是使用线程池。

// 创建线程池
 ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
 while(true) {
 threadPool.execute(new Runnable() { // 提交多个线程任务，并执行
 @Override
 public void run() {
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running ..");
 try {
 Thread.sleep(3000);
 } catch (InterruptedException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 });
 } }

总结

理论上实现线程的方法还有一些，本文所提及到的，基本都是一些创建线程常用的方法。希望本文对大家在学习线程的过程中有所帮助。