并发编程基础知识篇--创建线程的四种方式

目录 

继承Thread类

扩展小知识：

Thread类的常见方法

Thread 类的静态方法

实现Runnable接口

使用Callable和Future创建线程

使用Executor框架创建线程池

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继承Thread类

1. 创建一个继承自Thread类的子类，并重写其run()方法，将相关逻辑实现，run()方法就是线程要执行的业务逻辑方法。
2. 创建自定义的线程子类对象
3. 调用子类实例的star()方法来启动线程

为了更好地理解单线程和多线程的执行过程，接下来通过一个图例分析一下单线程和多线程的区别。

从上图可以看出，单线程的程序在运行时，会按照代码的调用顺序执行，而在多线程中，main()方法和MyThread类的run()方法却可以同时运行，互不影响，这正是单线程和多线程的区别。

示例代码如下：

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        // 线程执行的代码逻辑
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"线程正在运行");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程并启动
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " main()方法执行结束");
    }
}

运行结果：

main main()方法执行结束
Thread-0线程正在运行

扩展小知识：

Thread类的常见方法

1. start(): 启动线程，并使其进入可运行状态，当CPU调度到该线程时，会自动调用其run()方法开始执行线程代码。
2. run(): 线程的执行逻辑，通常需要在子类中重写该方法以定义具体的线程行为。通过调用start()方法来启动线程时，系统会自动调用该方法。
3. sleep(long millis): 让当前线程暂停执行指定的时间（以毫秒为单位），进入阻塞状态。暂停期间不占用CPU时间，其他线程可以继续执行。
4. join(): 当一个线程A调用另一个线程B的join()方法时，线程A将会等待线程B执行完毕后才继续执行。
5. holdsLock(Object x)：当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时，才返回 true。
6. dumpStack()：将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。
7. getName(): 获取线程的名称。
8. setName(String name): 设置线程的名称。
9. getId(): 获取线程的唯一标识符。
10. isAlive(): 判断线程是否存活，即线程是否已启动但尚未终止。
11. setPriority(int priority): 设置线程的优先级，优先级范围为1-10，默认为5。优先级较高的线程在竞争资源时有更大的概率优先执行。
12. yield(): 暂停当前正在执行的线程，并让出CPU资源给其他具有相同优先级的线程。仅是一种建议，不保证有效，具体是否产生效果取决于系统的调度器。
13. interrupt(): 中断线程，给线程发送中断信号。线程在合适的时候可以检查到该中断请求，然后自行决定如何响应。
14. isInterrupted(): 判断线程是否被中断，返回布尔值。
15. static boolean interrupted(): 判断当前线程是否被中断，并清除中断状态。

Thread 类的静态方法

currentThread() 是 Thread 类的静态方法，它返回当前正在执行的线程对象。具体来说，它返回一个表示当前线程的 Thread 对象。

可以使用 Thread.currentThread() 来获取当前线程的引用。这个方法常用于需要获得当前执行线程对象的场景，例如需要在运行时获取线程的名称、线程优先级、判断线程是否被中断等操作。

注意：currentThread() 是 Thread 类的静态方法，因此可以直接通过 Thread.currentThread() 的方式调用，不需要创建 Thread 对象实例。

下面是一个示例代码，演示如何使用 currentThread() 方法：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前线程对象
        Thread currentThread = Thread.currentThread();

        // 获取当前线程的名称
        String threadName = currentThread.getName();
        System.out.println("当前线程名称：" + threadName);//当前线程名称：main

        // 获取当前线程的优先级
        int threadPriority = currentThread.getPriority();
        System.out.println("当前线程优先级：" + threadPriority);//当前线程优先级：5

        // 判断当前线程是否被中断
        boolean isInterrupted = currentThread.interrupted();
        System.out.println("当前线程是否被中断：" + isInterrupted);//当前线程是否被中断：false
    }
}

注意：getPriority() 方法是 Thread 类的实例方法，用于获取线程的优先级。该方法返回一个表示线程优先级的整数值。

线程优先级的范围是从 1 到 10，默认优先级为 5。较大的优先级值意味着线程更重要或更紧急，但并不保证高优先级的线程总是比低优先级的线程先执行。

实现Runnable接口

1. 创建一个类实现Runnable接口，并重写其run()方法。
2. 然后创建Thread对象，并将该实现Runnable接口的类的实例作为参数传递给Thread构造函数。
3. 最后调用Thread对象的start()方法启动线程。

注意，实现 Runnable 接口相比直接继承 Thread 类具有更好的灵活性和可扩展性，因为它允许多个线程共享相同的 Runnable 实例。

下面是一个实现 Runnable 接口的示例代码：

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 在此处添加想要线程执行的代码逻辑
        System.out.println("线程运行中");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 MyRunnable 实例
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();

        // 创建 Thread 对象并传入 MyRunnable 实例
        Thread thread = new Thread(myRunnable);

        // 启动线程
        thread.start();
    }
}

使用Callable和Future创建线程

1. 创建一个实现Callable接口的类，并重写其call()方法。
2. 然后使用ExecutorService提交Callable任务，并通过Future对象获取返回结果。

注意：使用 Callable 和 Future 创建线程相比直接使用 Runnable 接口和 Thread 类更为灵活，因为它允许获得线程的执行结果，并能够异步地处理任务。

下面是使用 Callable 和 Future 创建线程的示例代码： 

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class Main implements Callable {
    @Override
    public String call() {
        // 在此处添加想要线程执行的代码逻辑
        return "线程运行结束";
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建 CallableExample 实例
        Main callableExample = new Main();

        // 创建线程池
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

        // 提交 CallableExample 实例到线程池并返回 Future 对象
        Future future = executor.submit(callableExample);

        // 关闭线程池（可选）
        executor.shutdown();

        // 获取线程执行结果
        String result = future.get();
        System.out.println("线程结果: " + result);//线程结果: 线程运行结束

    }
}

使用Executor框架创建线程池

Executors提供了一系列工厂方法用于创先线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接口。

主要有newFixedThreadPool，newCachedThreadPool，newSingleThreadExecutor，newScheduledThreadPool。

注意，调用 shutdown() 方法后，线程池将不再接受新的任务，并且会等待已提交的任务执行完成。

使用 Executor 框架可以更方便地管理和控制线程池，避免手动创建和启动线程的繁琐操作。

下面是使用 Executor 框架创建线程池的示例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建固定大小的线程池，最多同时执行两个线程
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

        // 提交任务到线程池
        executor.submit(new MyTask("任务1"));
        executor.submit(new MyTask("任务2"));
        executor.submit(new MyTask("任务3"));

        // 关闭线程池
        executor.shutdown();
    }

    static class MyTask implements Runnable {
        private String name;

        public MyTask(String name) {
            this.name = name;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("任务 " + name + " 正在执行");
        }
    }
}

执行结果

任务 任务2 正在执行
任务 任务1 正在执行
任务 任务3 正在执行