Java實現(xiàn)多線程的方式有哪些

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Java實現(xiàn)多線程的方式有哪些

Java多線程實現(xiàn)方式主要有四種:

  • 繼承Thread類、實現(xiàn)Runnable接口

  • 實現(xiàn)Callable接口通過FutureTask包裝器來創(chuàng)建Thread線程

  • 使用ExecutorService、Callable

  • Future實現(xiàn)有返回結果的多線程

其中前兩種方式線程執(zhí)行完后都沒有返回值,后兩種是帶返回值的。

一、四種方式實現(xiàn)多線程

1、繼承Thread類創(chuàng)建線程

Thread類本質上是實現(xiàn)了Runnable接口的一個實例,代表一個線程的實例。啟動線程的唯一方法就是通過Thread類的start()實例方法。start()方法是一個native方法,它將啟動一個新線程,并執(zhí)行run()方法。這種方式實現(xiàn)多線程很簡單,通過自己的類直接extend Thread,并復寫run()方法,就可以啟動新線程并執(zhí)行自己定義的run()方法。例如:

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

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

2、實現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程

如果自己的類已經extends另一個類,就無法直接extends Thread,此時,可以實現(xiàn)一個Runnable接口,如下:

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

為了啟動MyThread,需要首先實例化一個Thread,并傳入自己的MyThread實例:

MyThread myThread = new MyThread();  
Thread thread = new Thread(myThread);  
thread.start();

事實上,當傳入一個Runnable target參數(shù)給Thread后,Thread的run()方法就會調用target.run(),參考JDK源代碼:

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

3、實現(xiàn)Callable接口通過FutureTask包裝器來創(chuàng)建Thread線程

Callable接口(也只有一個方法)定義如下:

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

public class SomeCallable<V> extends OtherClass implements Callable<V> {

    @Override
    public V call() throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }

}
Callable<V> oneCallable = new SomeCallable<V>();   
//由Callable<Integer>創(chuàng)建一個FutureTask<Integer>對象:   
FutureTask<V> oneTask = new FutureTask<V>(oneCallable);   
//注釋:FutureTask<Integer>是一個包裝器,它通過接受Callable<Integer>來創(chuàng)建,它同時實現(xiàn)了Future和Runnable接口。 
  //由FutureTask<Integer>創(chuàng)建一個Thread對象:   
Thread oneThread = new Thread(oneTask);   
oneThread.start();   //至此,一個線程就創(chuàng)建完成了。

4、使用ExecutorService、Callable、Future實現(xiàn)有返回結果的線程

ExecutorService、Callable、Future三個接口實際上都是屬于Executor框架。返回結果的線程是在JDK1.5中引入的新特征,有了這種特征就不需要再為了得到返回值而大費周折了。而且自己實現(xiàn)了也可能漏洞百出。

可返回值的任務必須實現(xiàn)Callable接口。類似的,無返回值的任務必須實現(xiàn)Runnable接口。

執(zhí)行Callable任務后,可以獲取一個Future的對象,在該對象上調用get就可以獲取到Callable任務返回的Object了。

注意:get方法是阻塞的,即:線程無返回結果,get方法會一直等待。

再結合線程池接口ExecutorService就可以實現(xiàn)傳說中有返回結果的多線程了。

下面提供了一個完整的有返回結果的多線程測試例子,在JDK1.5下驗證過沒問題可以直接使用。代碼如下:

import java.util.concurrent.*;  
import java.util.Date;  
import java.util.List;  
import java.util.ArrayList;  

/** 
* 有返回值的線程 
*/  
@SuppressWarnings("unchecked")  
public class Test {  
public static void main(String[] args) throws ExecutionException,  
    InterruptedException {  
   System.out.println("----程序開始運行----");  
   Date date1 = new Date();  

   int taskSize = 5;  
   // 創(chuàng)建一個線程池  
   ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);  
   // 創(chuàng)建多個有返回值的任務  
   List<Future> list = new ArrayList<Future>();  
   for (int i = 0; i < taskSize; i++) {  
    Callable c = new MyCallable(i + " ");  
    // 執(zhí)行任務并獲取Future對象  
    Future f = pool.submit(c);  
    // System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
    list.add(f);  
   }  
   // 關閉線程池  
   pool.shutdown();  

   // 獲取所有并發(fā)任務的運行結果  
   for (Future f : list) {  
    // 從Future對象上獲取任務的返回值,并輸出到控制臺  
    System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
   }  

   Date date2 = new Date();  
   System.out.println("----程序結束運行----,程序運行時間【"  
     + (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 + "任務啟動");  
   Date dateTmp1 = new Date();  
   Thread.sleep(1000);  
   Date dateTmp2 = new Date();  
   long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();  
   System.out.println(">>>" + taskNum + "任務終止");  
   return taskNum + "任務返回運行結果,當前任務時間【" + time + "毫秒】";  
}  
}

二、多線程相關知識

1.Runnable 和 Callable 的區(qū)別?

·主要區(qū)別 Runnable 接口 run 方法無返回值;

·Callable 接口 call 方法有返回值,支持泛型 Runnable 接口 run 方法只能拋出運行時異常,且無法捕獲處理;

·Callable 接口 call 方 法允許拋出異常,可以獲取異常信息

2. 如何啟動一個新線程、調用 start 和 run 方法的區(qū)別?

·線程對象調用 run 方法不開啟線程。僅是對象調用方法。

·線程對象調用 start 開啟線程,并讓 jvm 調用 run 方法在開啟的線程中執(zhí)行調用 start 方法可以啟動線程,并且使得線程進入就緒狀態(tài),而 run 方法只是 thread 的一 個普通方法,還是在主線程中執(zhí)行。

3.線程相關的基本方法?

線程相關的基本方法有 wait,notify,notifyAll,sleep,join,yield 等

·線程等待(wait) 調用該方法的線程進入 waiting狀態(tài),只有等待另外線程的通知或被中斷才會返回,需要注意的是調用 wait()方法后,會釋放對象 的鎖。因此,wait 方 法一般用在同步方法或同步代碼塊中。

·線程睡眠(sleep) sleep 導致當前線程休眠,與 wait 方法不同的是 sleep 不會釋放當前占 有的鎖,sleep(long)會導致線程進入 TIMED-WATING 狀態(tài),而 wait()方法 會導致當前線程進入 WATING 狀態(tài).

·線程讓步(yield) yield 會使當前線程讓出 CPU 執(zhí)行時間片,與其他線程一起重新競爭 CPU 時間片。一般情況下,優(yōu)先級高的線程有更大的可能性成功競爭得到 CPU 時間片,但這又不是絕對的,有的操作系統(tǒng)對 線程優(yōu)先級并不敏感。

·線程中斷(interrupt) 中斷一個線程,其本意是給這個線程一個通知信號,會影響這個線程內部的 一個中斷標識位。這個線程本身并不會因此而改變狀態(tài)(如阻塞,終止等)

·Join 等待其他線程終止 join() 方法,等待其他線程終止,在當前線程中調用一個線程的 join() 方 法,則當前線程轉為阻塞狀態(tài),回到另一個線程結束,當前線程再由阻塞狀態(tài)變 為就緒狀態(tài),等待 cpu 的寵幸.

·線程喚醒(notify) Object 類中的 notify() 方法,喚醒在此對象監(jiān)視器上等待的單個線程,如 果所有線程都在此對象上等待,則會選擇喚醒其中一個線 程,選擇是任意的,并在對實現(xiàn)做出決定時發(fā)生,線程通過調用其中一個 wait() 方法,在對象的監(jiān)視 器上等待,直到當前的線程放棄此對象上的鎖 定,才能繼續(xù)執(zhí)行被喚醒的線程, 被喚醒的線程將以常規(guī)方式與在該對象上主動同步的其他所有線程進行競爭。類 似的方法還有 notifyAll() ,喚醒再 次監(jiān)視器上等待的所有線程。

5.wait()和 sleep()的區(qū)別?

·① 來自不同的類 wait():來自 Object 類; sleep():來自 Thread 類;

·② 關于鎖的釋放: wait():在等待的過程中會釋放鎖; sleep():在等待的過程中不會釋放鎖

·③ 使用的范圍: wait():必須在同步代碼塊中使用; sleep():可以在任何地方使用;

·④ 是否需要捕獲異常 wait():不需要捕獲異常; sleep():需要捕獲異常;

6.多線程原理

多線程原理:多線程是通過并發(fā)的方式進行。對于一個CPU它在某個時間點上,只能執(zhí)行一個程序,即同一時間只能運行一個進程,CPU會不斷地在這些進程之間切換,每個線程執(zhí)行一個時間。因為CPU的執(zhí)行速度相對我們的感覺實在太快了,雖然CPU在多個進程之間輪換執(zhí)行,但我們自己感到好像多個進程在同時執(zhí)行。

CPU會在多個進程之間做著切換,如果我們開啟的程序過多,CPU切換到每一個進程的時間也會變長,我們也會感覺機器運行變慢。所以合理的使用多線程可以提高效率,但是大量使用,并不能給我們帶來效率上的提高。

多線程技術主要解決處理器單元內多個線程執(zhí)行的問題,它可以顯著減少處理器單元的閑置時間,增加處理器單元的吞吐能力。
 

Java實現(xiàn)多線程的方式有哪些

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本文題目:Java實現(xiàn)多線程的方式有哪些
URL標題:http://muchs.cn/article34/iehdpe.html

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