Java並發編程：Java實現多線程的幾種方式

2019 年 10 月 7 日
筆記

在Java中，多線程主要的實現方式有四種：繼承Thread類、實現Runnable接口、實現Callable接口通過FutureTask包裝器來創建Thread線程、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多線程。其中前兩種方式線程執行完後都沒有返回值，而後兩種是帶返回值的。除此之外，通過Timer啟動定時任務，或者通過像Spring Task和quartz這樣的第三方任務調度框架也可以開啟多線程任務。

1、繼承Thread類創建線程

Thread類本質上也是實現了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，並執行run()方法。這種方式實現多線程比較簡單，通過繼承Thread類並複寫run()方法，就可以啟動新線程並執行自己定義的run()方法。

CreateThreadDemo1.java

public class CreateThreadDemo1 extends Thread {        public CreateThreadDemo1(String name) {          // 設置當前線程的名字          this.setName(name);      }        @Override      public void run() {          System.out.println("當前運行的線程名為： " + Thread.currentThread().getName());      }        public static void main(String[] args) throws Exception {          // 注意這裡，要調用start方法才能啟動線程，不能調用run方法          new CreateThreadDemo1("MyThread1").start();          new CreateThreadDemo1("MyThread2").start();        }    }

輸出結果：

當前運行的線程名為： MyThread1  當前運行的線程名為： MyThread2

2、實現Runnable接口創建線程 由於Java是單繼承機制，如果自己的類已經繼承自另一個類，則無法再直接繼承Thread類，此時，可以通過實現Runnable接口來實現多線程。

實現Runnable接口並實現其中的run方法，然後通過構造Thread實例，傳入Runnable實現類，然後調用Thread的start方法即可開啟一個新線程。

CreateThreadDemo2.java

public class CreateThreadDemo2 implements Runnable {        @Override      public void run() {          System.out.println("當前運行的線程名為： " + Thread.currentThread().getName());      }        public static void main(String[] args) throws Exception {          CreateThreadDemo2 runnable = new CreateThreadDemo2();          new Thread(runnable, "MyThread1").start();          new Thread(runnable, "MyThread2").start();        }    }

輸出結果：

當前運行的線程名為： MyThread1  當前運行的線程名為： MyThread2

3、實現Callable接口通過FutureTask包裝器來創建Thread線程

首先需要一個實現Callable接口的實例，然後實現該接口的唯一方法call邏輯，接着把Callable實例包裝成FutureTask傳遞給Thread實例啟動新線程。FutureTask本質上也實現了Runnable接口，所以同樣可以用來構造Thread實例。

CreateThreadDemo3.java

import java.util.concurrent.Callable;  import java.util.concurrent.FutureTask;    public class CreateThreadDemo3 {        public static void main(String[] args) throws Exception {          // 創建線程任務，lambada方式實現接口並實現call方法          Callable<Integer> callable = () -> {              System.out.println("線程任務開始執行了...");              Thread.sleep(2000);              return 1;          };            // 將任務封裝為FutureTask          FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(callable);            // 開啟線程，執行線程任務          new Thread(task).start();            // ====================          // 這裡是在線程啟動之後，線程結果返回之前          System.out.println("線程啟動之後，線程結果返回之前...");          // ====================            // 為所欲為完畢之後，拿到線程的執行結果          Integer result = task.get();          System.out.println("主線程中拿到異步任務執行的結果為：" + result);        }    }

輸出結果：

線程啟動之後，線程結果返回之前...  線程任務開始執行了...  主線程中拿到異步任務執行的結果為：1

4、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的線程（線程池方式）

ExecutorService、Callable、Future三個接口都是屬於Executor框架。可返回值的任務必須實現Callable接口。通過ExecutorService執行Callable任務後，可以獲取到一個Future的對象，在該對象上調用get()就可以獲取到Callable任務返回的結果了。

注意：Future的get方法是阻塞的，即：線程無返回結果，get方法會一直等待。

CreateThreadDemo4.java

import java.util.ArrayList;  import java.util.Date;  import java.util.List;  import java.util.concurrent.Callable;  import java.util.concurrent.ExecutionException;  import java.util.concurrent.ExecutorService;  import java.util.concurrent.Executors;  import java.util.concurrent.Future;    public class CreateThreadDemo4 {        @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })      public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {          System.out.println("---- 主程序開始運行 ----");          Date startTime = new Date();            int taskSize = 5;          // 創建一個線程池,Executors提供了創建各種類型線程池的方法，具體詳情請自行查閱          ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);            // 創建多個有返回值的任務          List<Future> futureList = new ArrayList<Future>();          for (int i = 0; i < taskSize; i++) {              Callable callable = new MyCallable(i);              // 執行任務並獲取Future對象              Future future = executorService.submit(callable);              futureList.add(future);          }            // 關閉線程池          executorService.shutdown();            // 獲取所有並發任務的運行結果          for (Future future : futureList) {              // 從Future對象上獲取任務的返回值，並輸出到控制台              System.out.println(">>> " + future.get().toString());          }            Date endTime = new Date();          System.out.println("---- 主程序結束運行 ----，程序運行耗時【" + (endTime.getTime() - startTime.getTime()) + "毫秒】");      }  }    class MyCallable implements Callable<Object> {      private int taskNum;        MyCallable(int taskNum) {          this.taskNum = taskNum;      }        public Object call() throws Exception {          System.out.println(">>> " + taskNum + " 線程任務啟動");          Date startTime = new Date();          Thread.sleep(1000);          Date endTime = new Date();          long time = endTime.getTime() - startTime.getTime();          System.out.println(">>> " + taskNum + " 線程任務終止");          return taskNum + "線程任務返回運行結果, 當前任務耗時【" + time + "毫秒】";      }  }

輸出結果：

---- 主程序開始運行 ----  >>> 0 線程任務啟動  >>> 1 線程任務啟動  >>> 2 線程任務啟動  >>> 3 線程任務啟動  >>> 4 線程任務啟動  >>> 0 線程任務終止  >>> 1 線程任務終止  >>> 0線程任務返回運行結果, 當前任務耗時【1001毫秒】  >>> 1線程任務返回運行結果, 當前任務耗時【1001毫秒】  >>> 4 線程任務終止  >>> 3 線程任務終止  >>> 2 線程任務終止  >>> 2線程任務返回運行結果, 當前任務耗時【1001毫秒】  >>> 3線程任務返回運行結果, 當前任務耗時【1001毫秒】  >>> 4線程任務返回運行結果, 當前任務耗時【1001毫秒】  ---- 主程序結束運行 ----，程序運行耗時【1009毫秒】

5、其他創建線程的方式

當然，除了以上四種主要的線程創建方式之外，也還有很多其他的方式可以啟動多線程任務。比如通過Timer啟動定時任務，或者通過像Spring Task和quartz這樣的第三方任務調度框架也可以開啟多線程任務，關於第三方任務調度框架的例子還請查詢相關資料。

源碼下載

碼云：https://gitee.com/liuge1988/java-demo.git