Java多线程 - 线程的创建与启动

一、继承Thread类创建线程类

1.创建步奏:

  1. 定义Thread类的子类,重写该类的run()方法,该方法就代表线程需要完成的任务,所以,run方法又被称为线程执行体。
  2. 创建Thread的实例,即是创建了线程对象。
  3. 调用线程对象中的start()方法来启动该线程。

实例代码:

class demo{
    public static void main(String[] args) {
        AThread first = new AThread();
        AThread second = new AThread();
        first.start();
        second.start();
    }
}

class AThread extends Thread{
    private int i = 0;
    //重写run方法,其中run方法就是线程执行体

    @Override
    public void run(){
        for(; i < 100; i++){
            //getName是返回当前线程的名字
            System.out.println(getName() + " " + i);
        }
    }
}

二、实现Runnable接口创建线程类

1.创建步奏:

  1. 定义Runnable接口的实现类,并且重写该接口的run()方法,与上面所述一样,该run()方法是该线程的线程执行体。
  2. 创建Runnable实现类的实例,并且以此实例作为Threadtarget来创建Thread对象,其中该Thread对象才是真正的线程对象。
//创建 Runnable 实现类的对象
var st = new SecondThread();
//将 Runnable 实现类的对象作为 Thread 的 target 来创建 Thread 对象,即线程对象
new Thread(st);
//或者在创建 Thread 对象的时候为该 Thread 重新命名
new Thread(st, "新线程0");
  1. 调用线程对象的start() 方法来启动该线程

注意:Runnable对象仅仅作为Thread对象的targetRunnable实现类里包含的run()方法仅仅是作为线程执行体,而实际的线程对象依然是Thread对象的实例,只是该Thread线程负责执行targetrun()方法

示例代码:

class demo{
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        MyThread myThread2 = new MyThread();

        Thread thread1 = new Thread(myThread1, "第一线程");
        Thread thread2 = new Thread(myThread2, "第二线程");

        thread1.start();
        thread2.start();

    }
}

class MyThread implements Runnable{
    private int i = 1;
    @Override
    public void run(){
        for (; i < 100; ++i){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }
}

三、使用CallableFuture来创建线程

上面一个是通过继承Thread类来实现创建线程,一个是通过实现Runnable接口来创建多线程。其中通过实现Runnable接口创建多线程的时候,Thread类的作用是将run()方法包装成为线程执行体,那么是否可以直接把任意方法都包装成为线程执行体?在C#可以实现任意方法包装成线程执行体,包括有返回值的方法。Java 5开始,Java提供了Callable接口,该接口怎么看都像是Runnable接口的增强版。其中Callable接口提供了一个call()方法可以作为线程执行体,call()方法的功能比run()方法的功能更加强大。

run()方法与call()方法:

  • call()方法可以有返回值
  • call()方法可以声明抛出异常

因此完全可以提供一个Callable对象作为Threadtarget,该线程的线程执行体就是该Callable对象的call()方法,但是这里会出现一个问题:即 Callable接口是Java 5新增的接口,且不是Runnable接口的子接口,所以说Callable对象不能够直接作为Threadtarget,并且call()方法还有一个返回值,call()方法并非是直接进行调用,而是作为线程执行体进行调用。
获取call()方法的返回值:Java 5中提供了Future接口来代表Callable接口里call()方法的返回值,并且Future接口提供了FutureTask实现类,该实现类实现了Future接口,并实现了Runnable接口,可以作为Thread类的target

注:Callable接口有泛型限制,Callable接口里的泛型形参类型与call()方法返回值类型相同,而且Callable接口是函数式接口,因此可使用Lambda表达式创建Callable对象。

创建步奏:

  1. 创建Callable接口的实现类,并且实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,且该方法有返回值,再创建Callable实现类的实例,从Java 8开始,可以直接使用Lambda表达式创建Callable对象。
  2. 使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
  3. 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并且启动线程、
  4. 调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值。
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;

class demo{
    public static void main(String[] args) {
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>((Callable<Integer>)() -> {
            int i = 0;
            for(; i < 100; ++i){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            }
            //可以有返回值
            return i;
        });

        new Thread(task, "有返回值的线程").start();

        try {
            System.out.println("返回值:" + task.get());
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

以上采用Lambda表达式直接创建的,无需先创建Callable实现类了。
以下采用创建类的方式

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;

class demo{
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Cal cal = new Cal();
        FutureTask<Integer> res = new FutureTask<>(cal);
        Thread thread = new Thread(res);
        thread.start();
        System.out.println(res.get());
    }

}

class Cal implements Callable<Integer> {
    private int i = 0;
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        for(; i < 100; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
        return i;
    }
}

四、创建线程的三种方式对比

通过三个接口,都可以实现多线程,只是Callable接口的定义方法可以有返回值,可以声明跑出异常而已,所以,Runnable接口和实现Callable接口贵为一种方式。

采用RunnableCallable接口的方式创建多线程的优缺点:

  • 线程类只是实现了Runnable接口或者Callable接口,还可以继承其他类
  • 在该方式下,多个线程可以共享同一target对象,所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况,从而将CPU,代码和数据分开,形成清洗模型,体现面向对象思想、
  • 编程稍复杂。
    采用Thread类的方式创建多线程的优缺点:
  • 线程类已经继承Thread类,所以不能在继承其他的父类。
  • 优势:编写简单

一般来说,我们使用RunnableCallable接口的方式创建多线程。