多线程开发实战：Java实现多线程四种方式及相关方法原理

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前言

Java多线程实现方式主要有四种：

① 继承Thread类、实现Runnable接口

② 实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程

③ 使用ExecutorService、Callable

④ Future实现有返回结果的多线程

其中前两种方式线程执行完后都没有返回值，后两种是带返回值的。

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目录

 一、四种方式实现多线程

1、继承Thread类创建线程

2、实现Runnable接口创建线程

3、实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程

4、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的线程

二、多线程相关知识

1.Runnable 和 Callable 的区别？

 2. 如何启动一个新线程、调用 start 和 run 方法的区别？

3.线程相关的基本方法？

5.wait()和 sleep()的区别？

6.多线程原理

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 一、四种方式实现多线程

1、继承Thread类创建线程

 Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例，代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。start()方法是一个native方法，它将启动一个新线程，并执行run()方法。这种方式实现多线程很简单，通过自己的类直接extend Thread，并复写run()方法，就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。例如：

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

MyThread myThread1 = new MyThread();  
MyThread myThread2 = new MyThread();  
myThread1.start();  
myThread2.start();

 

2、实现Runnable接口创建线程

如果自己的类已经extends另一个类，就无法直接extends Thread，此时，可以实现一个Runnable接口，如下：

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

为了启动MyThread，需要首先实例化一个Thread，并传入自己的MyThread实例：

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

事实上，当传入一个Runnable target参数给Thread后，Thread的run()方法就会调用target.run()，参考JDK源代码：

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

 

3、实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程

Callable接口（也只有一个方法）定义如下：

public interface Callable   { 
  V call（） throws Exception;   } 

public class SomeCallable extends OtherClass implements Callable {

    @Override
    public V call() throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }

}

Callable oneCallable = new SomeCallable();   
//由Callable创建一个FutureTask对象：   
FutureTask oneTask = new FutureTask(oneCallable);   
//注释：FutureTask是一个包装器，它通过接受Callable来创建，它同时实现了Future和Runnable接口。 
  //由FutureTask创建一个Thread对象：   
Thread oneThread = new Thread(oneTask);   
oneThread.start();   //至此，一个线程就创建完成了。

 

4、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的线程

ExecutorService、Callable、Future三个接口实际上都是属于Executor框架。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征，有了这种特征就不需要再为了得到返回值而大费周折了。而且自己实现了也可能漏洞百出。

可返回值的任务必须实现Callable接口。类似的，无返回值的任务必须实现Runnable接口。

执行Callable任务后，可以获取一个Future的对象，在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了。

注意：get方法是阻塞的，即：线程无返回结果，get方法会一直等待。

再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。

下面提供了一个完整的有返回结果的多线程测试例子，在JDK1.5下验证过没问题可以直接使用。代码如下：

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

/** 
* 有返回值的线程 
*/  
@SuppressWarnings("unchecked")  
public class Test {  
public static void main(String[] args) throws ExecutionException,  
    InterruptedException {  
   System.out.println("----程序开始运行----");  
   Date date1 = new Date();  

   int taskSize = 5;  
   // 创建一个线程池  
   ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);  
   // 创建多个有返回值的任务  
   List list = new ArrayList();  
   for (int i = 0; i < taskSize; i++) {  
    Callable c = new MyCallable(i + " ");  
    // 执行任务并获取Future对象  
    Future f = pool.submit(c);  
    // System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
    list.add(f);  
   }  
   // 关闭线程池  
   pool.shutdown();  

   // 获取所有并发任务的运行结果  
   for (Future f : list) {  
    // 从Future对象上获取任务的返回值，并输出到控制台  
    System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
   }  

   Date date2 = new Date();  
   System.out.println("----程序结束运行----，程序运行时间【"  
     + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】");  
}  
}  

class MyCallable implements Callable