一文搞懂Java创建线程的五种方法
目录
- 题目描述
- 解题思路
- 代码详解
- 第一种 继承Thread类创建线程
- 第二种:实现Runnable接口创建线程
- 第三种:实现Callable接口,通过FutureTask包装器来创建Thread线程
- 第四种:使用ExecutorService、Callable(或者Runnable)、Future实现返回结果的线程
- 第五种:使用ComletetableFuture类创建异步线程,且是据有返回结果的线程
题目描述
Java创建线程的几种方式
Java使用Thread类代表线程,所有线程对象都必须是Thread类或者其子类的实例。Java可以用以下5种方式来创建线程
- 继承Thread类创建线程;
- 实现Runnable接口创建线程;
- 实现Callable接口,通过FutureTask包装器来创建Thread线程;
- 使用ExecutorService、Callable(或者Runnable)、Future实现由返回结果的线程。
- 使用CompletableFuture类创建异步线程,且是据有返回结果的线程。 JDK8新支持的
实现:使用这5种方式创建线程,体验其中的妙处。
解题思路
继承Thread类创建线程
Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例。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extends 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。
实现Runnable接口创建线程
如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,可以实现一个Runnable接口
实现Callable接口,通过FutureTask包装器来创建Thread线程
实现一个Callable接口(它是一个具有返回值的)
使用ExecutorService、Callable(或者Runnable)、Future实现由返回结果的线程
Executors类,提供了一系列工厂方法用于创建线程池,返回的线程池都实现了ExecutorService接口:
Executors类,提供了一系列工厂方法用于创建线程池,返回的线程池都实现了ExecutorService接口:
//创建固定数目线程的线程池。 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) ; //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 newCachedThreadPool(); //创建一个单线程化的Executor。 public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(); //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。 public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize);
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。
使用CompletableFuture类创建异步线程,且是据有返回结果的线程
Future模式的缺点
Future虽然可以实现获取异步执行结果的需求,但是它没有提供通知的机制,我们无法得知Future什么时候完成。
要么使用阻塞,在future.get()的地方等待future返回的结果,这时又变成同步操作。要么使用isDone()轮询地判断Future是否完成,这样会耗费CPU的资源。
CompletableFuture 介绍
JDK1.8新加入的一个实现类CompletableFuture,实现了Future, CompletionStage两个接口。
CompletableFuture中4个异步执行任务静态方法:
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier) { return asyncSupplyStage(asyncPool, supplier); } public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier,Executor executor) { return asyncSupplyStage(screenExecutor(executor), supplier); } public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable) { return asyncRunStage(asyncPool, runnable); } public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable, Executor executor) { return asyncRunStage(screenExecutor(executor), runnable); }
其中supplyAsync用于有返回值的任务,runAsync则用于没有返回值的任务。Executor参数可以手动指定线程池,否则默认ForkJoinPool.commonPool()系统级公共线程池
代码详解
第一种 继承Thread类创建线程
package cn.xiaoxuzhu.daily; import java.util.concurrent.CountDownLatch; /** * Description:继承Thread类创建线程 * * @author 小王同学 * @version 1.0 */ public class ThreadDemo1 extends Thread { CountDownLatch countDownLatch; public ThreadDemo1(CountDownLatch countDownLatch) { this.countDownLatch = countDownLatch; } @Override public void run() { try { Thread.sleep(2000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":my thread "); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { countDownLatch.countDown(); } } public static void main(String[] args) { // 第一种:使用extends Thread方式 CountDownLatch countDownLatch1 = new CountDownLatch(2); for (int i = 0; i < 2; i++) { ThreadDemo1 myThread1 = new ThreadDemo1(countDownLatch1); myThread1.start(); } try { countDownLatch1.await(); System.out.println("thread complete..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
第二种:实现Runnable接口创建线程
package cn.xiaoxuzhu.daily; import java.util.concurrent.CountDownLatch; /** * Description: 实现Runnable接口创建线程 * * @author 小王同学 * @version 1.0 */ public class ThreadDemo2 implements Runnable{ CountDownLatch countDownLatch; public ThreadDemo2(CountDownLatch countDownLatch) { this.countDownLatch = countDownLatch; } @Override public void run() { try { Thread.sleep(2000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":my runnable "); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { countDownLatch.countDown(); } } public static void main(String[] args) { // 第二种:使用implements Runnable方式 CountDownLatch countDownLatch2 = new CountDownLatch(2); ThreadDemo2 myRunnable = new ThreadDemo2(countDownLatch2); for (int i = 0; i < 2; i++) { new Thread(myRunnable).start(); } try { countDownLatch2.await(); System.out.println("runnable complete..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
第三种:实现Callable接口,通过FutureTask包装器来创建Thread线程
计算1~100的叠加
package cn.xiaoxuzhu.daily; import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.FutureTask; /** * Description: 实现Callable接口,通过FutureTask包装器来创建Thread线程 * 跟Runnable比,不同点在于它是一个具有返回值的,且会抛出异常 * //用futureTask接收结果 * * @author 小王同学 * @version 1.0 */ public class ThreadDemo3 implements Callable<Integer> { public static void main(String[] args) { ThreadDemo3 threadDemo03 = new ThreadDemo3(); //1、用futureTask接收结果 FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(threadDemo03); new Thread(futureTask).start(); //2、接收线程运算后的结果 try { //futureTask.get();这个是堵塞性的等待 Integer sum = futureTask.get(); System.out.println("sum="+sum); System.out.println("-------------------"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } @Override public Integer call() throws Exception { int sum = 0; for (int i = 0; i <101 ; i++) { sum+=i; } return sum; } }
第四种:使用ExecutorService、Callable(或者Runnable)、Future实现返回结果的线程
package cn.xiaoxuzhu.daily; import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.List; import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Future; /** * Description: 使用ExecutorService、Callable(或者Runnable)、Future实现由返回结果的线程 * * @author xiaoxuzhu * @version 1.0 */ public class ThreadDemo4 { static class MyCallable implements Callable<Integer> { private CountDownLatch countDownLatch; public MyCallable(CountDownLatch countDownLatch) { this.countDownLatch = countDownLatch; } public Integer call() { int sum = 0; try { for (int i = 0; i <= 100; i++) { sum += i; } System.out.println("线程执行结果:"+sum); } finally { countDownLatch.countDown(); } return sum; } } public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { // 第四种:使用使用线程池方式 // 接受返回参数 List<Future> resultItems2 = new ArrayList<Future>(); // 給线程池初始化5個线程 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); CountDownLatch countDownLatch4 = new CountDownLatch(10); for (int i = 0; i < 10; i++) { MyCallable myCallable = new MyCallable(countDownLatch4); Future result = executorService.submit(myCallable); resultItems2.add(result); } // 等待线程池中分配的任务完成后才关闭(关闭之后不允许有新的线程加入,但是它并不会等待线程结束), // 而executorService.shutdownNow();是立即关闭不管是否线程池中是否有其他未完成的线程。 executorService.shutdown(); try { countDownLatch4.await(); Iterator<Future> iterator = resultItems2.iterator(); System.out.println("----------------------"); while (iterator.hasNext()) { try { System.out.println("线程返回结果:"+iterator.next().get()); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("callable complete..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
第五种:使用ComletetableFuture类创建异步线程,且是据有返回结果的线程
package cn.xiaoxuzhu.daily; import java.util.concurrent.CompletableFuture; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.TimeUnit; import org.junit.Test; /** * Description: 使用CompletableFuture类创建异步线程,且是据有返回结果的线程。 * * @author xiaoxuzhu * @version 1.0 */ public class ThreadDemo5 { /** * A任务B任务完成后,才执行C任务 * 返回值的处理 * @param *@return void **/ @Test public void completableFuture1(){ CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("future1 finished!"); return "future1 finished!"; }); CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("future2 finished!"); return "future2 finished!"; }); CompletableFuture<Void> future3 = CompletableFuture.allOf(future1, future2); try { future3.get(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("future1: " + future1.isDone() + " future2: " + future2.isDone()); } /** * 在Java8中,CompletableFuture提供了非常强大的Future的扩展功能,可以帮助我们简化异步编程的复杂性, * 并且提供了函数式编程的能力,可以通过回调的方式处理计算结果,也提供了转换和组合 CompletableFuture 的方法 * * 注意: 方法中有Async一般表示另起一个线程,没有表示用当前线程 */ @Test public void test01() throws Exception { ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5); /** * supplyAsync用于有返回值的任务, * runAsync则用于没有返回值的任务 * Executor参数可以手动指定线程池,否则默认ForkJoinPool.commonPool()系统级公共线程池 */ CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "xiaoxuzhu"; }, service); CompletableFuture<Void> data = CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("xiaoxuzhu")); /** * 计算结果完成回调 */ future.whenComplete((x,y)-> System.out.println("有延迟3秒:执行当前任务的线程继续执行:"+x+","+y)); //执行当前任务的线程继续执行 data.whenCompleteAsync((x,y)-> System.out.println("交给线程池另起线程执行:"+x+","+y)); // 交给线程池另起线程执行 future.exceptionally(Throwable::toString); //System.out.println(future.get()); /** * thenApply,一个线程依赖另一个线程可以使用,出现异常不执行 */ //第二个线程依赖第一个的结果 CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 5).thenApply(x -> x); /** * handle 是执行任务完成时对结果的处理,第一个出现异常继续执行 */ CompletableFuture<Integer> future2 = future1.handleAsync((x, y) -> x + 2); System.out.println(future2.get());//7 /** * thenAccept 消费处理结果,不返回 */ future2.thenAccept(System.out::println); /** * thenRun 不关心任务的处理结果。只要上面的任务执行完成,就开始执行 */ future2.thenRunAsync(()-> System.out.println("继续下一个任务")); /** * thenCombine 会把 两个 CompletionStage 的任务都执行完成后,两个任务的结果交给 thenCombine 来处理 */ CompletableFuture<Integer> future3 = future1.thenCombine(future2, Integer::sum); System.out.println(future3.get()); // 5+7=12 /** * thenAcceptBoth : 当两个CompletionStage都执行完成后,把结果一块交给thenAcceptBoth来进行消耗 */ future1.thenAcceptBothAsync(future2,(x,y)-> System.out.println(x+","+y)); //5,7 /** * applyToEither * 两个CompletionStage,谁执行返回的结果快,我就用那个CompletionStage的结果进行下一步的转化操作 */ CompletableFuture<Integer> future4 = future1.applyToEither(future2, x -> x); System.out.println(future4.get()); //5 /** * acceptEither * 两个CompletionStage,谁执行返回的结果快,我就用那个CompletionStage的结果进行下一步的消耗操作 */ future1.acceptEither(future2, System.out::println); /** * runAfterEither * 两个CompletionStage,任何一个完成了都会执行下一步的操作(Runnable */ future1.runAfterEither(future,()-> System.out.println("有一个完成了,我继续")); /** * runAfterBoth * 两个CompletionStage,都完成了计算才会执行下一步的操作(Runnable) */ future1.runAfterBoth(future,()-> System.out.println("都完成了,我继续")); /** * thenCompose 方法 * thenCompose 方法允许你对多个 CompletionStage 进行流水线操作,第一个操作完成时,将其结果作为参数传递给第二个操作 * thenApply是接受一个函数,thenCompose是接受一个future实例,更适合处理流操作 */ future1.thenComposeAsync(x->CompletableFuture.supplyAsync(()->x+1)) .thenComposeAsync(x->CompletableFuture.supplyAsync(()->x+2)) .thenCompose(x->CompletableFuture.runAsync(()-> System.out.println("流操作结果:"+x))); TimeUnit.SECONDS.sleep(5);//主线程sleep,等待其他线程执行 } }
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