详细解读JAVA多线程实现的三种方式

最近在做代码优化时学习和研究了下JAVA多线程的使用，看了菜鸟们的见解后做了下总结。

1、继承Thread类实现多线程

继承Thread类的方法尽管被我列为一种多线程实现方式，但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。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()");
　　}
}

在合适的地方启动线程如下：

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

2、实现Runnable接口方式实现多线程

如果自己的类已经extends另一个类，就无法直接extends Thread，此时，必须实现一个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、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程

ExecutorService、Callable、Future这个对象实际上都是属于Executor框架中的功能类。这里面对该框架做了很详细的解释。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征，确实很实用，有了这种特征我就不需要再为了得到返回值而大费周折了，而且即便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，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<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】";
}
}

代码说明：

上述代码中Executors类，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。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)

创建固定数目线程的线程池。

public static ExecutorService newCachedThreadPool()

创建一个可缓存的线程池，调用execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()

创建一个单线程化的Executor。
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。

ExecutoreService提供了submit()方法，传递一个Callable，或Runnable，返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算，这调用返回Future对象的get()方法，会阻塞直到计算完成。