JAVA基礎-實現多執行緒的四種方法
Java多執行緒實現方式主要有四種:繼承Thread類、實現Runnable介面、實現Callable介面通過FutureTask包裝器來建立Thread執行緒、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多執行緒。
其中前兩種方式執行緒執行完後都沒有返回值,後兩種是帶返回值的。
1、繼承Thread類建立執行緒
Thread類本質上是實現了Runnable介面的一個例項,代表一個執行緒的例項。啟動執行緒的唯一方法就是通過Thread類的start()例項方法。start()方法是一個native方法,它將啟動一個新執行緒,並執行run()方法。這種方式實現多執行緒很簡單,通過自己的類直接extend Thread,並複寫run()方法,就可以啟動新執行緒並執行自己定義的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Runnable介面建立執行緒
如果自己的類已經extends另一個類,就無法直接extends Thread,此時,可以實現一個Runnable介面,如下:
public class MyThread extends OtherClass implements Runnable { public void run() { System.out.println("MyThread.run()"); } }
為了啟動MyThread,需要首先例項化一個Thread,並傳入自己的MyThread例項:
MyThread myThread = new MyThread(); Thread thread = new Thread(myThread); thread.start();
事實上,當傳入一個Runnable target引數給Thread後,Thread的run()方法就會呼叫target.run(),參考JDK原始碼:
public void run() { if (target != null) { target.run(); } }
3、實現Callable介面通過FutureTask包裝器來建立Thread執行緒
Callable介面(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>建立一個FutureTask<Integer>物件: FutureTask<V> oneTask = new FutureTask<V>(oneCallable); //註釋:FutureTask<Integer>是一個包裝器,它通過接受Callable<Integer>來建立,它同時實現了Future和Runnable介面。 //由FutureTask<Integer>建立一個Thread物件: Thread oneThread = new Thread(oneTask); oneThread.start(); //至此,一個執行緒就建立完成了。
4、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的執行緒
ExecutorService、Callable、Future三個介面實際上都是屬於Executor框架。返回結果的執行緒是在JDK1.5中引入的新特徵,有了這種特徵就不需要再為了得到返回值而大費周折了。而且自己實現了也可能漏洞百出。
可返回值的任務必須實現Callable介面。類似的,無返回值的任務必須實現Runnable介面。
執行Callable任務後,可以獲取一個Future的物件,在該物件上呼叫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:執行緒無返回結果,get方法會一直等待。
再結合線程池介面ExecutorService就可以實現傳說中有返回結果的多執行緒了。
下面提供了一個完整的有返回結果的多執行緒測試例子,在JDK1.5下驗證過沒問題可以直接使用。程式碼如下:
import java.util.concurrent.*; import java.util.Date; import java.util.List; import java.util.ArrayList; /** * 有返回值的執行緒 */ @SuppressWarnings("unchecked") public class Test { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { System.out.println("----程式開始執行----"); Date date1 = new Date(); int taskSize = 5; // 建立一個執行緒池 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize); // 建立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 + " "); // 執行任務並獲取Future物件 Future f = pool.submit(c); // System.out.println(">>>" + f.get().toString()); list.add(f); } // 關閉執行緒池 pool.shutdown(); // 獲取所有併發任務的執行結果 for (Future f : list) { // 從Future物件上獲取任務的返回值,並輸出到控制檯 System.out.println(">>>" + f.get().toString()); } Date date2 = new Date(); System.out.println("----程式結束執行----,程式執行時間【" + (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 + "任務返回執行結果,當前任務時間【" + time + "毫秒】"; } }
程式碼說明:
上述程式碼中Executors類,提供了一系列工廠方法用於建立執行緒池,返回的執行緒池都實現了ExecutorService介面。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
建立固定數目執行緒的執行緒池。
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
建立一個可快取的執行緒池,呼叫execute 將重用以前構造的執行緒(如果執行緒可用)。如果現有執行緒沒有可用的,則建立一個新執行緒並新增到池中。終止並從快取中移除那些已有 60 秒鐘未被使用的執行緒。
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
建立一個單執行緒化的Executor。
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
建立一個支援定時及週期性的任務執行的執行緒池,多數情況下可用來替代Timer類。
ExecutoreService提供了submit()方法,傳遞一個Callable,或Runnable,返回Future。如果Executor後臺執行緒池還沒有完成Callable的計算,這呼叫返回Future物件的get()方法,會阻塞直到計算完成。