回炉再造-多线程的创建

Posted 2020-11-05 不帅你打我

 四种方式创建：　　

　　1. 通过继承Thread类来创建并启动多线程的方式

　　2. 通过实现Runnable接口来创建并启动线程的方式

　　3. 通过实现Callable接口来创建并启动线程的方式

　　4. 总结Java中创建线程的方式，比较各自优势和区别

一、继承Thread类创建线程类

　　java使用Thread类表示线程，所有的线程对象都必须是Thread类或者其子类的实例，每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：

　　1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务

    　　 因此把run()方法称为线程执行体

　　2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象

　　3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

代码实例：

//继承Thread类创建线程
public class ThreadCreat extends Thread{

    //线程执行方法
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
　　　　　　　//获取当前线程名可以用this
            System.out.println(this.getName());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            System.out.println("这里是主线程"+Thread.currentThread().getName());
            if(i==1){
                //创建一个线程
                new ThreadCreat().start();
                //创建第二个线程
                new ThreadCreat().start();
            }
        }
    }
}

运行结果：

　　第一次运行结果：                                                                   第二次运行结果：

　　　　这里是主线程main　　　　　　　　　　　　　　　　　　这里是主线程main

　　　    这里是主线程main　　　　　　　　　　　　　　　　　　这里是主线程main

　　　　Thread-0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Thread-0
　　　　Thread-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Thread-0
　　　　Thread-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Thread-1
　　　　Thread-0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Thread-1

该程序无论被执行多少次输出的记录数是一定的，一共是6条记录。主线程会执行for循环打印2条记录，两个子线程分别打印2条记录，一共6条记录。因为i变量是ThreadCreat的实例属性，而不是局部变量，但因为程序每次创建线程对象时都需要创建一个ThreadCreat对象，所以Thread-0和Thread-1不能共享该实例属性，所以每个线程都将执行2次循环。

二、实现Runnable接口

　　1. 定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体

　　2. 创建Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象

　　3. 调用线程对象的start()方法来启动线程

　　Runnable对象仅仅作为Thread对象的target，Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。而实际的线程对象依然是Thread实例，只是该Thread线程负责执行其target的run()方法

代码实例：　　　

//实现Runnable接口创建线程
public class ThreadCreat implements Runnable{

private int i;
void print(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "" + i);
}
// run方法同样是线程执行体
public void run() {
for (; i < 2; i++) {
// 当线程类实现Runnable接口时，
// 如果想获取当前线程，只能用Thread.currentThread()方法。
print();
}
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 2; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "" + i);
if (i == 1) {
ThreadCreat st = new ThreadCreat();
// 通过new Thread(target , name)方法创建新线程
new Thread(st, "新线程-1").start();
new Thread(st, "新线程-2").start();
}
}
}
}

　　第一次执行结果：                                       　　

main,0                                                                          main,0

main,1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  main,1
新线程-1,0　　　　　　　　　　　　　　　　　　 新线程-1,0
新线程-1,1　　　　　　　　　　　　　　　　　　 新线程-1,1

新线程-2,0

从该运行结果中我们可以看出，控制台上输出的内容是乱序的，而且每次结果不尽相同。这是因为：
　　1. 在这种方式下，程序所创建的Runnable对象只是线程的target，而多个线程可以共享同一个target。

　　2. 所以多个线程可以共享同一个线程类即线程的target类的实例属性。

　　3. 往控制台窗口print()输出的过程并不是多线程安全的，在一个线程输出过程中另一个线程也可以输出。

　

三、使用Callable和Future创建线程

从Java 5开始，Java提供了Callable接口，该接口怎么看都像是Runnable接口的增强版，Callable接口提供了一个call()方法可以作为线程执行体，但call()方法比run()方法功能更强大

call方法和run方法的区别：

　　1. call()方法可以有返回值，run方法没有。

　　2. call()方法可以声明抛出异常，run方法没有

call()方法还有一 个返回值-----call()方法并不是直接调用，它是作为线程执行体被调用的。那么如何获取call()方法的返回值呢？

 Future接口概述

Java 5提供了Future接口来代表Callable接口里call()方法的返回值，并为Future接口提供了一个FutureTask实现类，该实现类实现了Future接口和Runnable接口可以作为Thread类的target。在Future接口里定义了如下几个公共方法来控制它关联的Callable任务：

　　1. boolcan cancel(boolean maylnterruptltRunning)：试图取消该Future里关联的Callable任务

　　2. V get()：返回Callable任务里call()方法的返回值。调用该方法将导致程序阻塞，必须等到子线程结束后才会得到返回值

　　3. V get(long timeout，TimeUnit unit)：返回Callable任务里call()方法的返回值。

    该方法让程序最多阻塞timeout和unit指定的时间，如果经过指定时间后Callable任务依然没有返回值，

    将会抛出TimeoutExccption异常

　　4. boolean isCancelled()：如果在Callable任务正常完成前被取消，则返回true

　　5. boolean isDone()：妇果Callable任务已完成，则返回true

注意：Callable接口有泛型限制，Callable接口里的泛型形参类型与call()方法返回值类型相同。

 创建并启动有返回值的线程的步骤

1. 创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该cal()方法将作为线程执行体，且该call()方法有返回值

2. 创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象

      该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值

3. 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程

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

　代码实例：

public class MyCallableTest implements Callable<Integer>{
    // 实现call方法，作为线程执行体
    public Integer call(){
        int i = 0;
        for ( ; i < 100 ; i++ ){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "\t" + i);
        }
        // call()方法可以有返回值
        return i;
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Callable对象
        MyCallableTest myCallableTest = new MyCallableTest();
        // 使用FutureTask来包装Callable对象
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>(myCallableTest);
        for (int i = 0 ; i < 100 ; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " \t" + i);
            if (i == 20){
                // 实质还是以Callable对象来创建、并启动线程
                new Thread(task , "callable").start();
            }
        }
        try{
            // 获取线程返回值
            System.out.println("callable返回值：" + task.get());
        }
        catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

运行上面程序，将看到主线程和call()方法所代表的线程交替执行的情形，程序最后还会输出call()方法的返回值。上面程序中创建Callable实现类与创建Runnable实现类并没有太大的差别，只是Callable的call()方法允许声明抛出异常， 而且允许带返回值。当主线程中当循环变量i等于20时，程序启动以FutureTask对象为target的线程。程序最后调用FutureTask对象 的get()方法来返回call()方法的返回值——该方法将导致主线程被阻塞，直到call()方法结束并返回为止。