Java多線程1:使用多線程的幾種方式以及對比

來源:互聯網
上載者:User
前言

Java多線程的使用有三種方法:繼承Thread類、實現Runnable介面和使用Callable和Future建立線程,本文將對這三種方法一一進行介紹。

1、繼承Thread類

實現方式很簡單,只需要建立一個類去繼承Thread類然後重寫run方法,在main方法中調用該類執行個體對象的start方法即可實現多線程並發。代碼:

public class MyThread extends Thread {    @Override    public void run(){        super.run();        System.out.println("執行子線程...");    }}

測試案例:

public class Test {    public static void main(String[] args) {        MyThread myThread = new MyThread();        myThread.start();        System.out.println("主線程...");    }}

運行結果:

當然,這裡的結果不代表線程的執行順序,線程是並發執行的,如果多運行幾次,列印順序可能會不一樣。多線程的運行過程中,CPU是以不確定的方式去執行線程的,故運行結果與代碼的執行順序或者調用順序無關,運行結果也可能不一樣。關於線程執行的隨機性本文後面也有程式碼範例。

這裡還有一個需要注意的點就是main方法中應該調用的是myThread的start方法,而不是run()方法。調用start()方法是告訴CPU此線程已經準備就緒可以執行,進而系統有時間就會來執行其run()方法。而直接調用run()方法,則不是非同步執行,而是等同於調用函數般按順序同步執行,這就失去了多線程的意義了。

2、實現Runnable介面

這種方式的實現也很簡單,就是把繼承Thread類改為實現Runnable介面。代碼如下:

public class MyRunnable implements Runnable {    @Override    public void run() {        System.out.println("執行子線程...");    }}

測試案例:

public class Test {    public static void main(String[] args) {        Runnable runnable = new MyRunnable();        Thread thread = new Thread(runnable);        thread.start();        System.out.println("主線程運行結束!");    }}

運行結果:

運行結果沒啥好說的,這裡main中可以看到真正建立新線程還是通過Thread建立:

Thread thread = new Thread(runnable);

這一步Thread類的作用就是把run()方法封裝成線程執行體,然後依然通過start去告訴系統這個線程已經準備好了可以安排執行。

3、使用Callable和Future建立線程

上面的兩種方式都有這兩個問題:

  1. 無法擷取子線程的傳回值
  2. run方法不可以拋出異常

為瞭解決這兩個問題,我們就需要用到Callable這個介面了。說到介面,上面的Runnable介面實作類別執行個體是作為Thread類的建構函式的參數傳入的,之後通過Thread的start執行run方法中的內容。但是Callable並不是Runnable的子介面,是個全新的介面,它的執行個體不能直接傳入給Thread構造,所以需要另一個介面來轉換一下。

Java5提供了Future介面來代表Callable介面裡call()方法的傳回值,並為Future介面提供了一個實作類別FutureTask,該實作類別的繼承關係:

可以看到,該實作類別不僅實現了Future介面,還實現了Runnable介面,所以可以直接傳給Thread建構函式。

而關於FutureTask的建構函式如下:

所以這裡面其實就是要比上一個方法再多一個轉換過程,最終一樣是通過Thread的start來建立新線程。有了這個思路,代碼就很容易理解了:

import java.util.concurrent.Callable;public class MyCallable implements Callable {    int i = 0;    @Override    public Object call() throws Exception {        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  i的值:"+ i);        return i++; //call方法可以有傳回值    }}

測試:

import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.FutureTask;public class Test {    public static void main(String[] args) {        Callable callable = new MyCallable();        for (int i = 0; i < 10; i++) {            FutureTask task = new FutureTask(callable);            new Thread(task,"子線程"+ i).start();            try {                //擷取子線程的傳回值                System.out.println("子線程傳回值:"+task.get() + "\n");            }  catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}

執行結果(部分):

4、線程執行的隨機性

上面介紹第一種方法的時候,說了線程的執行順序與start()的執行順序無關,而是CPU有空隙了就過來執行該線程,所以具有隨機性,執行順序也是隨機的。

範例程式碼:

public class MyThread extends Thread {    int i;    public MyThread(int i){        super();        this.i = i;    }    @Override    public void run(){        System.out.println(i);    }}

測試代碼:

public class Test {        Thread thread1 = new MyThread(1);        Thread thread2 = new MyThread(2);        Thread thread3 = new MyThread(3);        Thread thread4 = new MyThread(4);        Thread thread5 = new MyThread(5);        Thread thread6 = new MyThread(6);        Thread thread7 = new MyThread(7);        Thread thread8 = new MyThread(8);        Thread thread9 = new MyThread(9);        Thread thread10 = new MyThread(10);        thread1.start();        thread2.start();        thread3.start();        thread4.start();        thread5.start();        thread6.start();        thread7.start();        thread8.start();        thread9.start();        thread10.start();    }}

運行結果體現了這一點:

5、三種方式的對比第一種和後面兩種的對比:

1、通過代碼可以看出,第一種方法是最簡潔方便的,直接就可以start,不需要任何轉換
2、但是第一種有一個很不好的地方就是繼承了Thread類後由於java的單繼承機制,就不可以繼承其他的類了,而如果實現的是介面,就可以實現多個介面,使開發更靈活。

第二種和第三種方式對比:

1、同樣的,第二種方法相對第三種方式來說代碼更簡潔,使用更方便,少了一次轉換
2、第三種方法有兩個優點:有傳回值、可以拋出異常

總結

實際開發中可能有更複雜的代碼實現,需要繼承其他的類,所以平時更推薦通過實現介面來實現多線程,也就是通過第二或第三種方式來實現,這樣能保持代碼靈活和解耦。
而選擇第二還是第三種方式,則要根據run()方法是不是需要傳回值或者捕獲異常來決定,如果不需要,可以選擇用第二種方式實現,代碼更簡潔。

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