创建多线程的四种方式
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- 一、创建线程的四种方式
-
- 1. 继承Thread类
- 2. 实现Runnable接口
- 3. 实现Callable接口
- 4. 线程池
-
- 禁止使用 Executors 构建线程池
- 构建线程池的正确方式
一、创建线程的四种方式
1. 继承Thread类
① 创建一个类继承Thread类，重写run()方法
② 调用start()方法启动线程
例：
/* 创建三个窗口卖票，总票数为100 */
public class TicketWindow extends Thread {
//线程共享资源（100张票）
private static int ticket = 100;
//同步锁必须是唯一的
private static final Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized(obj){
if(ticket > 0){
//暂停当前线程，允许其它具有相同优先级的线程获得运行机会
Thread.yield();
System.out.println(getName() + "卖票： 票号：" + ticket);
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
TicketWindow w1 = new TicketWindow();
w1.setName("一号窗口");
w1.start();
TicketWindow w2 = new TicketWindow();
w2.setName("二号窗口");
w2.start();
Thread w3 = new TicketWindow(); //TicketWindow继承了Thread，可以用Thread接收TicketWindow对象
w3.setName("三号窗口");
w3.start();
}
}
2. 实现Runnable接口
① 创建类实现Runnable接口，重写run()方法
② 以实现类作为构造器参数，创建一个线程（Thread）对象
③ 调用start()方法启动线程
例
/* 创建三个窗口卖票，总票数为100 */
public class TicketWindow implements Runnable {
//线程共享资源（100张票）
private static int ticket = 100;
//同步锁必须是唯一的
private static final Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized(obj){
if(ticket > 0){
//暂停当前线程，允许其它具有相同优先级的线程执行(不能保证运行顺序)
Thread.yield();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票： 票号：" + ticket);
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
TicketWindow ticketWindow = new TicketWindow();
new Thread(ticketWindow, "一号窗口").start();
new Thread(ticketWindow, "二号窗口").start();
new Thread(ticketWindow, "三号窗口").start();
}
}
注意：实现Runnable接口方式中，调用的不是Thread类的run()方法，而是在线程启动后，去调用Runnable类型的run()方法，也就是我们传入的实现类中的run()方法
3. 实现Callable接口
① 创建类实现Callable接口，重写call()方法
② 创建实现类对象
③ 将实现类对象作为构造器参数，创建FutureTask对象
④ FutureTask对象作为构造器参数，创建Thread对象
⑤ 调用Thread对象的start()方法启动线程
⑥ 调用FutureTask对象的get()方法获取返回值
例：
// 1. 创建一个类来实现Callable接口
public class TicketWindow implements Callable<Object> {
//线程共享资源（100张票）
private static int ticket = 100;
//同步锁必须是唯一的
private static final Object obj = new Object();
// 2. 重写call()方法，返回值类型可以根据需求指定，但必须与创建FutureTask对象时里面的泛型一致
@Override
public Object call() {
while(true){
synchronized(obj){
if(ticket > 0){
//暂停当前线程，允许其它具有相同优先级的线程获得运行机会
Thread.yield();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票： 票号：" + ticket);
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
return Thread.currentThread().getName() + "执行完毕 ~ ~";
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
// 3. 创建Callable接口实现类的对象
TicketWindow ticketWindow = new TicketWindow();
// 4. 将实现类对象作为参数传到FutureTask类的构造器中，创建FutureTask类的对象
FutureTask<Object> futureTask1 = new FutureTask<Object>(ticketWindow);
// 5. 将FutureTask类对象传到Thread类的构造器中，创建线程对象（因为FutureTask实现了Runnable接口，所以可以这样传）
Thread t1 = new Thread(futureTask1, "1号窗口");
// 6. 通过线程对象调用start()方法开启线程
t1.start();
FutureTask<Object> futureTask2 = new FutureTask<Object>(ticketWindow);
Thread t2 = new Thread(futureTask2, "2号窗口");
t2.start();
FutureTask<Object> futureTask3 = new FutureTask<Object>(ticketWindow);
Thread t3 = new Thread(futureTask3, "3号窗口");
t3.start();
// 8. 调用FutureTask类的get()方法获取call()方法的返回值，如果不需要返回值可以省略这一步
Object result1= futureTask1.get();
Object result2= futureTask2.get();
Object result3= futureTask3.get();
System.out.println(result);
}
}
4. 线程池
使用线程池创建线程，是实际项目开发中最常用的方式，它拥有许多好处：
- 提高响应速度 (因为减少了创建新线程的时间)
- 降低资源损耗 (重复利用线程池中的线程，不需要每次都创建和销毁)
- 便于线程的管理
import java.util.concurrent.*;
/* 水果售卖窗口 */
class FruitWindow implements Runnable {
private int fruitNumber = 100;
@Override
public void run() {
while (true) {
/* 1.任何一个类的对象，都可以充当锁，一般使用Object类对象 */
/* 2.多个线程必须共用一把锁，多个线程抢一把锁，谁抢到谁执行 */
synchronized (this) {
if (fruitNumber > 0) {
try {
//休眠30毫秒
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(30);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖第：" + fruitNumber + "份水果");
fruitNumber--;
} else {
break;
}
}
}
}
}
/* 蔬菜售卖窗口 */
class VegetableWindow implements Callable<Object> {
private int vegetableNumber = 100;
@Override
public Object call() {
while (true) {
/* 1.任何一个类的对象，都可以充当锁，一般使用Object类对象 */
/* 2.多个线程必须共用一把锁，多个线程抢一把锁，谁抢到谁执行 */
synchronized (this) {
if (vegetableNumber > 0) {
try {
//休眠20毫秒
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖第：" + vegetableNumber + "份蔬菜");
vegetableNumber--;
} else {
break;
}
}
}
return null;
}
}
public class ThreadPool {
public static void main(String[] args) {
// 1.提供指定线程数量的线程池
ExecutorService pool= Executors.newFixedThreadPool(10);
// 设置线程池的属性 (线程管理)
ThreadPoolExecutor poolconfig = (ThreadPoolExecutor) pool; //设置属性前，需要将接口类型 强转为 实现类类型
poolconfig .setCorePoolSize(10); //核心池的大小（最小线程数）
poolconfig .setMaximumPoolSize(15); //最大线程数
//参数1：时间值。时间值为零将导致多余的线程在执行任务后立即终止
//参数2：时间单位，使用TimeUnit类指定，TimeUnit.DAYS为天、TimeUnit.HOURS为小时、TimeUnit.MINUTES为分钟、TimeUnit.SECONDS为秒，TimeUnit.MICROSECONDS为微秒
poolconfig .setKeepAliveTime(5, TimeUnit.MINUTES); //空闲线程存活时间
// . . .
// 2.执行指定的线程操作 （需要提供实现了Runnable接口 或 Callable接口实现类的对象 ）
FruitWindow fruitWindow = new FruitWindow();
/* 注意：操作共享数据的线程必须共用同一把锁 */
pool.execute(fruitWindow); //适用于Runnable
pool.execute(fruitWindow); //适用于Runnable
pool.execute(fruitWindow); //适用于Runnable
VegetableWindow vegetableWindow = new VegetableWindow();
/* 注意：操作共享数据的线程必须共用同一把锁 */
pool.submit(vegetableWindow); //适用于Callable
pool.submit(vegetableWindow); //适用于Callable
Future<Object> future = pool.submit(vegetableWindow); //适用于Callable
// 获取call()方法的返回值
Object result = future.get();
System.out.println(result);
pool.shutdown(); //关闭连接池
}
}
禁止使用 Executors 构建线程池
上面的例子用到了Executors静态工厂构建线程池，但一般不建议这样使用
Executors是一个Java中的工具类。提供工厂方法来创建不同类型的线程池。
虽然它很大程度的简化的创建线程池的过程，但是它有一个致命缺陷：在Java开发手册中提到，使用Executors创建线程池可能会导致OOM(Out-OfMemory , 内存溢出 )
原因：
Executors的静态方法创建线程池时，用的是 LinkedBlockingQueue阻塞队列，如创建固定线程池的方法newFixedThreadPool()：
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
Java 中的 BlockingQueue 主要有两种实现，分别是 :
ArrayBlockingQueueLinkedBlockingQueue。
ArrayBlockingQueue 是一个用数组实现的有界阻塞队列，必须设置容量。
LinkedBlockingQueue 是一个用链表实现的有界阻塞队列，在不设置的情况下，将是一个无边界的阻塞队列，最大长度为 Integer.MAX_VALUE。
这里的问题就出在这里，newFixedThreadPool 中创建 LinkedBlockingQueue 时，并未指定容量。此时，LinkedBlockingQueue 就是一个无边界队列，对于一个无边界队列来说，是可以不断的向队列中加入任务的，这种情况下就有可能因为任务过多而导致内存溢出问题。
上面提到的问题主要体现在 newFixedThreadPool 和 newSingleThreadExecutor 两个工厂方法上
而 newCachedThreadPool 和newScheduledThreadPool 这两个方法虽然没有用LinkedBlockingQueue阻塞队列，但是它默认的最大线程数是Integer.MAX_VALUE，也会有导致OOM的风险。
// 缓存线程池
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());
}
// 周期线程池
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,new DelayedWorkQueue());
}
构建线程池的正确方式
避免使用 Executors 创建线程池，主要是避免使用其中的默认实现，那么我们可以自己直接调用 ThreadPoolExecutor 的构造函数来自己创建线程池。在创建的同时，给 BlockQueue 指定容量就可以了：
private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
10,
10,
60L,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue(10)
);
还要指定拒绝策略，处理好任务队列溢出时的异常问题。
参考资料：
- CSDN CD4356 Java 多线程详解（二）：创建线程的4种方式
https://blog.csdn.net/weixin_42950079/article/details/124862582- Java开发手册
http://static.kancloud.cn/mtdev/java-manual/content/%E4%B8%BA%E4%BB%80%E4%B9%88%E7%A6%81%E6%AD%A2%E4%BD%BF%E7%94%A8Executors%E5%88%9B%E5%BB%BA%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E6%B1%A0%EF%BC%9F.md