Java實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程的方法有哪些

本篇內(nèi)容主要講解“Java實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程的方法有哪些”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“Java實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程的方法有哪些”吧!

前言

Java多線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)方式主要有四種：

① 繼承Thread類(lèi)、實(shí)現(xiàn)Runnable接口

② 實(shí)現(xiàn)Callable接口通過(guò)FutureTask包裝器來(lái)創(chuàng)建Thread線(xiàn)程

③ 使用ExecutorService、Callable

④ Future實(shí)現(xiàn)有返回結(jié)果的多線(xiàn)程

其中前兩種方式線(xiàn)程執(zhí)行完后都沒(méi)有返回值，后兩種是帶返回值的。

一、四種方式實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程

1.繼承Thread類(lèi)創(chuàng)建線(xiàn)程

Thread類(lèi)本質(zhì)上是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的一個(gè)實(shí)例，代表一個(gè)線(xiàn)程的實(shí)例。啟動(dòng)線(xiàn)程的唯一方法就是通過(guò)Thread類(lèi)的start()實(shí)例方法。start()方法是一個(gè)native方法，它將啟動(dòng)一個(gè)新線(xiàn)程，并執(zhí)行run()方法。這種方式實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程很簡(jiǎn)單，通過(guò)自己的類(lèi)直接extend Thread，并復(fù)寫(xiě)run()方法，就可以啟動(dòng)新線(xiàn)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(shí)現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線(xiàn)程

如果自己的類(lèi)已經(jīng)extends另一個(gè)類(lèi)，就無(wú)法直接extends Thread，此時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)Runnable接口，如下：

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

為了啟動(dòng)MyThread，需要首先實(shí)例化一個(gè)Thread，并傳入自己的MyThread實(shí)例：

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

事實(shí)上，當(dāng)傳入一個(gè)Runnable target參數(shù)給Thread后，Thread的run()方法就會(huì)調(diào)用target.run()，參考JDK源代碼：

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

3.實(shí)現(xiàn)Callable接口

通過(guò)FutureTask包裝器來(lái)創(chuàng)建Thread線(xiàn)程

Callable接口（也只有一個(gè)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(gè)FutureTask<Integer>對(duì)象：   
FutureTask<V> oneTask = new FutureTask<V>(oneCallable);   
//注釋?zhuān)篎utureTask<Integer>是一個(gè)包裝器，它通過(guò)接受Callable<Integer>來(lái)創(chuàng)建，它同時(shí)實(shí)現(xiàn)了Future和Runnable接口。 
  //由FutureTask<Integer>創(chuàng)建一個(gè)Thread對(duì)象：   
Thread oneThread = new Thread(oneTask);   
oneThread.start();   //至此，一個(gè)線(xiàn)程就創(chuàng)建完成了。

4.實(shí)現(xiàn)有返回結(jié)果的線(xiàn)程

使用ExecutorService、Callable、Future實(shí)現(xiàn)有返回結(jié)果的線(xiàn)程

ExecutorService、Callable、Future三個(gè)接口實(shí)際上都是屬于Executor框架。返回結(jié)果的線(xiàn)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(fèi)周折了。而且自己實(shí)現(xiàn)了也可能漏洞百出。

可返回值的任務(wù)必須實(shí)現(xiàn)Callable接口。類(lèi)似的，無(wú)返回值的任務(wù)必須實(shí)現(xiàn)Runnable接口。

執(zhí)行Callable任務(wù)后，可以獲取一個(gè)Future的對(duì)象，在該對(duì)象上調(diào)用get就可以獲取到Callable任務(wù)返回的Object了。

注意：get方法是阻塞的，即：線(xiàn)程無(wú)返回結(jié)果，get方法會(huì)一直等待。

再結(jié)合線(xiàn)程池接口ExecutorService就可以實(shí)現(xiàn)傳說(shuō)中有返回結(jié)果的多線(xiàn)程了。

下面提供了一個(gè)完整的有返回結(jié)果的多線(xiàn)程測(cè)試?yán)?，在JDK1.5下驗(yàn)證過(guò)沒(méi)問(wèn)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(xiàn)程 
*/  
@SuppressWarnings("unchecked")  
public class Test {  
public static void main(String[] args) throws ExecutionException,  
    InterruptedException {  
   System.out.println("----程序開(kāi)始運(yùn)行----");  
   Date date1 = new Date();  
   int taskSize = 5;  
   // 創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程池  
   ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);  
   // 創(chuàng)建多個(gè)有返回值的任務(wù)  
   List<Future> list = new ArrayList<Future>();  
   for (int i = 0; i < taskSize; i++) {  
    Callable c = new MyCallable(i + " ");  
    // 執(zhí)行任務(wù)并獲取Future對(duì)象  
    Future f = pool.submit(c);  
    // System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
    list.add(f);  
   }  
   // 關(guān)閉線(xiàn)程池  
   pool.shutdown();  
   // 獲取所有并發(fā)任務(wù)的運(yùn)行結(jié)果  
   for (Future f : list) {  
    // 從Future對(duì)象上獲取任務(wù)的返回值，并輸出到控制臺(tái)  
    System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
   }  
   Date date2 = new Date();  
   System.out.println("----程序結(jié)束運(yùn)行----，程序運(yùn)行時(shí)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(wù)啟動(dòng)");  
   Date dateTmp1 = new Date();  
   Thread.sleep(1000);  
   Date dateTmp2 = new Date();  
   long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();  
   System.out.println(">>>" + taskNum + "任務(wù)終止");  
   return taskNum + "任務(wù)返回運(yùn)行結(jié)果,當(dāng)前任務(wù)時(shí)間【" + time + "毫秒】";  
}  
}

二、多線(xiàn)程相關(guān)知識(shí)

1.Runnable 和 Callable 的區(qū)別

主要區(qū)別 Runnable 接口 run 方法無(wú)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(yùn)行時(shí)異常，且無(wú)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(dòng)一個(gè)新線(xiàn)程、調(diào)用 start 和 run 方法的區(qū)別

線(xiàn)程對(duì)象調(diào)用 run 方法不開(kāi)啟線(xiàn)程。僅是對(duì)象調(diào)用方法。

線(xiàn)程對(duì)象調(diào)用 start 開(kāi)啟線(xiàn)程，并讓 jvm 調(diào)用 run 方法在開(kāi)啟的線(xiàn)程中執(zhí)行調(diào)用 start 方法可以啟動(dòng)線(xiàn)程，并且使得線(xiàn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)，而 run 方法只是 thread 的一 個(gè)普通方法，還是在主線(xiàn)程中執(zhí)行。

3.線(xiàn)程相關(guān)的基本方法

線(xiàn)程相關(guān)的基本方法有 wait，notify，notifyAll，sleep，join，yield 等

線(xiàn)程等待（wait） 調(diào)用該方法的線(xiàn)程進(jìn)入 waiting狀態(tài)，只有等待另外線(xiàn)程的通知或被中斷才會(huì)返回，需要注意的是調(diào)用 wait()方法后，會(huì)釋放對(duì)象 的鎖。因此，wait 方 法一般用在同步方法或同步代碼塊中。

線(xiàn)程睡眠（sleep） sleep 導(dǎo)致當(dāng)前線(xiàn)程休眠，與 wait 方法不同的是 sleep 不會(huì)釋放當(dāng)前占 有的鎖,sleep(long)會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)程進(jìn)入 TIMED-WATING 狀態(tài)，而 wait()方法 會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前線(xiàn)程進(jìn)入 WATING 狀態(tài).

線(xiàn)程讓步（yield） yield 會(huì)使當(dāng)前線(xiàn)程讓出 CPU 執(zhí)行時(shí)間片，與其他線(xiàn)程一起重新競(jìng)爭(zhēng) CPU 時(shí)間片。一般情況下，優(yōu)先級(jí)高的線(xiàn)程有更大的可能性成功競(jìng)爭(zhēng)得到 CPU 時(shí)間片，但這又不是絕對(duì)的，有的操作系統(tǒng)對(duì) 線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)并不敏感。

線(xiàn)程中斷（interrupt） 中斷一個(gè)線(xiàn)程，其本意是給這個(gè)線(xiàn)程一個(gè)通知信號(hào)，會(huì)影響這個(gè)線(xiàn)程內(nèi)部的 一個(gè)中斷標(biāo)識(shí)位。這個(gè)線(xiàn)程本身并不會(huì)因此而改變狀態(tài)(如阻塞，終止等)

Join 等待其他線(xiàn)程終止 join() 方法，等待其他線(xiàn)程終止，在當(dāng)前線(xiàn)程中調(diào)用一個(gè)線(xiàn)程的 join() 方 法，則當(dāng)前線(xiàn)程轉(zhuǎn)為阻塞狀態(tài)，回到另一個(gè)線(xiàn)程結(jié)束，當(dāng)前線(xiàn)程再由阻塞狀態(tài)變 為就緒狀態(tài)，等待 cpu 的寵幸.

 線(xiàn)程喚醒（notify） Object 類(lèi)中的 notify() 方法，喚醒在此對(duì)象監(jiān)視器上等待的單個(gè)線(xiàn)程，如 果所有線(xiàn)程都在此對(duì)象上等待，則會(huì)選擇喚醒其中一個(gè)線(xiàn) 程，選擇是任意的，并在對(duì)實(shí)現(xiàn)做出決定時(shí)發(fā)生，線(xiàn)程通過(guò)調(diào)用其中一個(gè) wait() 方法，在對(duì)象的監(jiān)視 器上等待，直到當(dāng)前的線(xiàn)程放棄此對(duì)象上的鎖 定，才能繼續(xù)執(zhí)行被喚醒的線(xiàn)程， 被喚醒的線(xiàn)程將以常規(guī)方式與在該對(duì)象上主動(dòng)同步的其他所有線(xiàn)程進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。類(lèi) 似的方法還有 notifyAll() ，喚醒再 次監(jiān)視器上等待的所有線(xiàn)程。

4.wait()和 sleep()的區(qū)別

 ① 來(lái)自不同的類(lèi) wait():來(lái)自 Object 類(lèi)； sleep():來(lái)自 Thread 類(lèi)；

 ② 關(guān)于鎖的釋放： wait():在等待的過(guò)程中會(huì)釋放鎖； sleep():在等待的過(guò)程中不會(huì)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；

5.多線(xiàn)程原理

多線(xiàn)程原理：多線(xiàn)程是通過(guò)并發(fā)的方式進(jìn)行。對(duì)于一個(gè)CPU它在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，只能執(zhí)行一個(gè)程序，即同一時(shí)間只能運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程，CPU會(huì)不斷地在這些進(jìn)程之間切換，每個(gè)線(xiàn)程執(zhí)行一個(gè)時(shí)間。因?yàn)镃PU的執(zhí)行速度相對(duì)我們的感覺(jué)實(shí)在太快了，雖然CPU在多個(gè)進(jìn)程之間輪換執(zhí)行，但我們自己感到好像多個(gè)進(jìn)程在同時(shí)執(zhí)行。

CPU會(huì)在多個(gè)進(jìn)程之間做著切換，如果我們開(kāi)啟的程序過(guò)多，CPU切換到每一個(gè)進(jìn)程的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)，我們也會(huì)感覺(jué)機(jī)器運(yùn)行變慢。所以合理的使用多線(xiàn)程可以提高效率，但是大量使用，并不能給我們帶來(lái)效率上的提高。

多線(xiàn)程技術(shù)主要解決處理器單元內(nèi)多個(gè)線(xiàn)程執(zhí)行的問(wèn)題，它可以顯著減少處理器單元的閑置時(shí)間，增加處理器單元的吞吐能力。

到此，相信大家對(duì)“Java實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程的方法有哪些”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢(xún)，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！