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一、继承 Thread 类创建线程
步骤
示例代码
原理
二、实现 Runnable 接口创建线程
步骤
示例代码
原理
三、实现 Callable 接口创建线程
步骤
示例代码
原理
与Runnable接口相比的不同之处
四、使用线程池创建线程
步骤
示例代码#xff08;使用 Executo…目录
一、继承 Thread 类创建线程
步骤
示例代码
原理
二、实现 Runnable 接口创建线程
步骤
示例代码
原理
三、实现 Callable 接口创建线程
步骤
示例代码
原理
与Runnable接口相比的不同之处
四、使用线程池创建线程
步骤
示例代码使用 Executors.newFixedThreadPool
原理
线程池的优势
自定义线程池
五、总结 在 Java 编程中多线程是一项非常重要的技术它能够充分利用计算机的多核处理器资源提高程序的执行效率和响应性。本文将详细介绍 Java 中创建多线程的四种方式包括继承 Thread 类、实现 Runnable 接口、实现 Callable 接口以及使用线程池并对每种方式的原理、代码示例和适用场景进行深入剖析。 一、继承 Thread 类创建线程 步骤 创建一个类继承自 Thread 类。重写 run 方法在 run 方法中定义线程要执行的任务。创建该类的实例然后调用 start 方法启动线程。 示例代码 class MyThread extends Thread{// Ctrl o// 展示所有的可以重写的方法Overridepublic void run() {for (int i 0; i 100; i) {System.out.println(数据i);}}
}
public class Demo01 {/*** 第一种方案继承Thread类 重写run方法 实现* param args*/public static void main(String[] args) {// 在Main方法中启动了一个子线程子线程什么时候工作MyThread thread new MyThread();thread.start();// 启动一个线程调用start方法不要调用run方法// 一个线程类是可以创建多个不同的子线程的MyThread thread2 new MyThread();thread2.start();// 启动一个线程调用start方法不要调用run方法// 主线程直接运行代码 会出现子线程和主线程抢占资源的情况for (int i 10; i 100; i) {System.err.println(Main:i);}}
}原理 当调用 start 方法时会在新的线程中执行 run 方法。需要注意的是start 方法只是启动线程不会立即执行 run 方法。线程要等待获取 CPU 资源后才会执行 run 方法而且在执行过程中可能会被其他线程抢占 CPU 资源。 二、实现 Runnable 接口创建线程 步骤 创建一个类实现 Runnable 接口。实现 run 方法在 run 方法中定义线程要执行的任务。创建 Runnable 接口实现类的实例将其作为参数传递给 Thread 类的构造函数然后调用 start 方法启动线程。 示例代码 class A implements Runnable{Overridepublic void run() {for (int i 0; i 1000; i) {System.out.println(Thread.currentThread().getName():i);}}
}
public class Demo03 {/*** 多线程创建的第二种方式使用 Runnable接口* 该接口还需要传递给Thread类才能启动否则自己启动不了** 两种方式推荐使用第二种* 1、Thread类是一个线程类它只需要管理好线程就行了不需要管业务怎么写* 2、具体的业务可以交给Runnable接口实现* 3、java是单继承的继承了Thread就无法继承别的类了但是可以实现多个接口。*/public static void main(String[] args) {A a new A();new Thread(a).start();// Runnable接口本身就是一个函数式接口就可以使用lambda表达式代码可以简化为如下new Thread( ()- {for (int i 0; i 1000; i) {System.out.println(Thread.currentThread().getName():i);}}).start();for (int i 0; i 1000; i) {System.err.println(Thread.currentThread().getName():i);}}
} 原理 Runnable 接口定义了一个无返回值的 run 方法用于包含线程要执行的代码。Thread 类的构造函数可以接收一个 Runnable 接口的实现对象当调用 Thread 的 start 方法时会在新的线程中执行 Runnable 对象的 run 方法。这种方式比继承 Thread 类更灵活因为 Java 是单继承的如果一个类已经继承了其他类就不能再继承 Thread 类了但是可以实现 Runnable 接口来实现多线程。 三、实现 Callable 接口创建线程 步骤 创建一个类实现 Callable 接口该接口是一个函数式接口有一个泛型参数用于指定返回值类型。实现 call 方法在 call 方法中定义线程要执行的任务并返回一个结果。创建 Callable 接口实现类的实例将其包装在一个 FutureTask 对象中FutureTask 实现了 RunnableFuture 接口而 RunnableFuture 接口继承了 Runnable 和 Future 接口。将 FutureTask 对象作为参数传递给 Thread 类的构造函数然后调用 start 方法启动线程。可以通过 FutureTask 的 get 方法获取 call 方法的返回结果。 示例代码 import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;class MyCall implements CallableInteger{Overridepublic Integer call() throws Exception {return 200;}
}class MyRun implements Runnable{Overridepublic void run() {System.out.println(我是子线程....);}
}
public class Demo08 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {FutureTaskInteger futureTask new FutureTask(new MyCall());new Thread(futureTask,计算线程).start();Integer i futureTask.get();System.out.println(i);// --------------------------------------new Thread(new MyRun()).start();// ------------------使用callable 模拟 子线程进行大量计算并返回结果------------------FutureTaskInteger f1 new FutureTask(()-{System.out.println(Thread.currentThread().getName() come in callable);TimeUnit.SECONDS.sleep(4);return 1024;});FutureTaskInteger f2 new FutureTask(()-{System.out.println(Thread.currentThread().getName() come in callable);TimeUnit.SECONDS.sleep(4);return 2048;});new Thread(f1,线程一).start();new Thread(f2,线程二).start();while(!f1.isDone()){System.out.println(f1 wait中.....);}while(!f2.isDone()){System.out.println(f2 wait中.....);}// 其实 get 获取不到值会一直阻塞直到获取到值为止int a f1.get();int b f2.get();System.out.println(ab);}
}原理 Callable 接口与 Runnable 接口类似但是 Callable 接口的 call 方法可以有返回值并且可以抛出异常。FutureTask 用于包装 Callable 对象它可以在未来某个时刻获取 call 方法的返回结果。通过这种方式可以实现有返回值的多线程任务。 与Runnable接口相比的不同之处 1是否有返回值 2是否抛异常 3落地方法不一样一个是run一个是call 四、使用线程池创建线程 步骤 通过 Executors 工具类的静态方法如 newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、newSingleThreadExecutor创建一个线程池对象或者直接使用 ThreadPoolExecutor 类来创建自定义的线程池。创建 Runnable 或 Callable 接口实现类的实例作为任务提交给线程池。对于 Runnable 任务可以使用 execute 方法提交对于 Callable 任务可以使用 submit 方法提交。 示例代码使用 Executors.newFixedThreadPool import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class MyThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {// ExecutorService threadPool Executors.newFixedThreadPool(5); //一个银行网点5个受理业务的窗口
// ExecutorService threadPool Executors.newSingleThreadExecutor(); //一个银行网点1个受理业务的窗口ExecutorService threadPool Executors.newCachedThreadPool(); //一个银行网点可扩展受理业务的窗口//10个顾客请求try {for (int i 1; i 10; i) {threadPool.execute(()-{System.out.println(Thread.currentThread().getName()\t 办理业务);});}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {threadPool.shutdown();}}
} 原理 线程池用于管理和复用线程。当提交一个任务到线程池时线程池会根据自身的状态和配置来决定如何处理任务。如果线程池中有空闲线程就会将任务分配给空闲线程执行如果没有空闲线程且线程数量未达到最大限制就会创建新的线程来执行任务如果线程数量达到最大限制且任务队列已满会根据线程池的拒绝策略来处理任务。这样可以有效地控制线程的数量提高系统的性能和资源利用率减少线程创建和销毁的开销。 线程池的优势 线程池做的工作只要是控制运行的线程数量处理过程中将任务放入队列然后在线程创建后启动这些任务如果线程数量超过了最大数量超出数量的线程排队等候等其他线程执行完毕再从队列中取出任务来执行。 它的主要特点为线程复用;控制最大并发数;管理线程。 第一降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销耗。 第二提高响应速度。当任务到达时任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。 第三提高线程的可管理性。线程是稀缺资源如果无限制的创建不仅会销耗系统资源还会降低系统的稳定性使用线程池可以进行统一的分配调优和监控。 Java中的线程池是通过Executor框架实现的该框架中用到了ExecutorExecutorsExecutorServiceThreadPoolExecutor这几个类。 经常使用的线程池做法 1、Executors.newFixedThreadPool(int) 执行长期任务性能好创建一个线程池一池有N个固定的线程有固定线程数的线程 newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值是相等的它使用的是LinkedBlockingQueue 2、Executors.newSingleThreadExecutor() 一个任务一个任务的执行一池一线程。 newSingleThreadExecutor 创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值都是1它使用的是LinkedBlockingQueue 3、Executors.newCachedThreadPool() 执行很多短期异步任务线程池根据需要创建新线程但在先前构建的线程可用时将重用它们。可扩容遇强则强。 newCachedThreadPool创建的线程池将corePoolSize设置为0将maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE它使用的是SynchronousQueue也就是说来了任务就创建线程运行当线程空闲超过60秒就销毁线程。 自定义线程池 虽然根据API 我们能很轻松的使用到线程池但是在实际开发中我们经常自定义线程池怎么做呢 参数说明 1、corePoolSize线程池中的常驻核心线程数 2、maximumPoolSize线程池中能够容纳同时执行的最大线程数此值必须大于等于1 3、keepAliveTime多余的空闲线程的存活时间 当前池中线程数量超过corePoolSize时当空闲时间达到keepAliveTime时 多余线程会被销毁直到只剩下corePoolSize个线程为止。 4、unitkeepAliveTime的单位 5、workQueue任务队列被提交但尚未被执行的任务 就是我们之前讲的阻塞队列 6、threadFactory表示生成线程池中工作线程的线程工厂用于创建线程一般默认的即可 7、handler拒绝策略表示当队列满了并且工作线程大于等于线程池的最大线程数maximumPoolSize时如何来拒绝 请求执行的runnable的策略 线程池的拒绝策略 AbortPolicy(默认)直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行。 CallerRunsPolicy“调用者运行”一种调节机制该策略既不会抛弃任务也不会抛出异常而是将某些任务回退到调用者俗称从哪儿来到哪儿去。 DiscardOldestPolicy抛弃队列中等待最久的任务然后把当前任务加人队列中尝试再次提交当前任务。 DiscardPolicy该策略默默地丢弃无法处理的任务不予任何处理也不抛出异常。如果允许任务丢失这是最好的一种策略。 以上内置拒绝策略均实现了RejectedExecutionHandle接口 1、在创建了线程池后线程池中的线程数为零。 2、当调用execute()方法添加一个请求任务时线程池会做出如下判断 2.1如果正在运行的线程数量小于corePoolSize那么马上创建线程运行这个任务 2.2如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize那么将这个任务放入队列 2.3如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务 2.4如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。 3、当一个线程完成任务时它会从队列中取下一个任务来执行。 4、当一个线程无事可做超过一定的时间keepAliveTime时线程会判断 如果当前运行的线程数大于corePoolSize那么这个线程就被停掉。 所以线程池的所有任务完成后它最终会收缩到corePoolSize的大小。 示例代码
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;
/*** 线程池* Arrays* Collections* Executors*/
public class MyThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {ExecutorService threadPool new ThreadPoolExecutor(2,5,2L,TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueueRunnable(3),Executors.defaultThreadFactory(),//new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());//10个顾客请求try {for (int i 1; i 10; i) {threadPool.execute(() - {System.out.println(Thread.currentThread().getName() \t 办理业务);});}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {threadPool.shutdown();}}
}
五、总结 Java 提供了多种创建多线程的方式每种方式都有其特点和适用场景。继承 Thread 类简单直接适用于简单的线程任务实现 Runnable 接口更加灵活适合在已有类层次结构中使用多线程实现 Callable 接口可用于需要获取线程执行结果的场景使用线程池则可以高效地管理和复用线程适用于需要大量线程处理任务的情况并且可以通过合理配置线程池参数来优化系统性能。在实际开发中需要根据具体的需求和场景选择合适的多线程创建方式以充分发挥多线程编程的优势提高程序的质量和效率。
