Java基础之多线程的三种实现方式

一、前言

Java多线程实现的三种方式有继承Thread类，实现Runnable接口，使用ExectorService、Callable、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，只有最后一种是带返回值的。

二、继承Thread类实现多线程

1.Thread本质上也是实现了Runnable接口的一个实例，它代表一个线程的实例，并且，启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。

2.start()方法是一个native方法，它将启动一个新线程，并执行run()方法

3.这种方式实现多线程很简单，通过自己的类直接extend Thread，并重写run()方法，就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法

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

启动线程：

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

三、 Runnable接口方式实现多线程

Java程序里面对于继承永远都是存在有单继承局限的，如果自己的类已经extends另一个类，就无法直接extends Thread，Java里面又提供第二种多线程的主体定义结构形式：实现java.lang.Runnable接口

定义：

@FunctionalInterface    // 从JDK1.8引入了Lambda 表达式之后就变为了函数式接口
public interface Runnable {
  public void run();
}

实现一个Runnable接口：

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

启动MyThread，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();

当传入一个Runnable target参数给Thread后，Thread的run()方法就会调用target.run()

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

四、Thread和Runnable的关系

1.从代码的结构本身来讲肯定使用Runnable是最方便的，因为其可以避免单继承的局限，同时也可以更好的进行功能的扩充

2.从结构上观察Thread与Runnable的联系

 public class Thread extends Object implements Runnable{}

Thread类也是Runnable 接口的子类，那么在之前继承Thread类的时候实际上覆写的还是Runnable的方法。

3.进行Thread启动多线程时调用的是start()方法，而后找到的是run()方法。当通过Thread类的构造方法传递了一个Runnable接口对象的时候，该接口对象将被Thread中的target的属性保存，在start()方法执行的时候会调用Thread类的run方法，而这个run()方法去调用Runnable接口子类被覆写过的run()方法。

多线程开发的本质实质上是在于多个线程可以进行统一资源的抢占，那么Thread主要描述的是线程，那么资源的描述是通过Runnable完成的。

五、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程

1.ExecutorService、Callable、Future这个对象实际上都是属于Executor框架中的功能类

2.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Runnable接口

3.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，再结合线程池接口ExecutorService就可以实现有返回结果的多线程了

Runnable接口有一个缺点：当线程执行完毕后，我们无法获取一个返回值，所以从JDK1.5之后就提出了一个新的线程实现接口：java.util.concurrent.Callable接口

@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
 public V call() throws Exception;
}

Callbale定义的时候可以设置一个泛型，此泛型的类型就是返回数据的类型

Callable接口和Runnable接口是类似的，但是需要实现的是call方法，而且从上面的代码中我们可以看到run()方法执行的任务是没有返回值的，但是call方法有返回值，可以自定义返回值的类型，这就是两个接口最大的区别

例子：

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<Future> list = new ArrayList<Future>();
	   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<Object> {
	private String taskNum;

	MyCallable(String taskNum) {
	   this.taskNum = taskNum;
	}

	public Object call() throws Exception {
	   System.out.println(">>>" + taskNum + "任务启动");
	   Date dateTmp1 = new Date();
	   Thread.sleep(1000);
	   Date dateTmp2 = new Date();
	   long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();
	   System.out.println(">>>" + taskNum + "任务终止");
	   return taskNum + "任务返回运行结果,当前任务时间【" + time + "毫秒】";
	}
}

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