Java中实现多线程的3种方法介绍和比较
一、什么是多线程？
引用网上别人的一段话：
- 单进程单线程：一个人在一个桌子上吃菜。
- 单进程多线程：多个人在同一个桌子上一起吃菜。
- 多进程单线程：多个人每个人在自己的桌子上吃菜。
多线程的问题是多个人同时吃一道菜的时候容易发生争抢，例如两个人同时夹一个菜，一个人刚伸出筷子，结果伸到的时候已经被夹走菜了。资源共享就会发生冲突争抢。
使用多线程的优点（相对使用多进程来说）：
- 进程之间不能共享内存，但线程之间共享内存非常容易。
- 系统创建线程所分配的资源相对创建进程而言，代价非常小。
二、Java中实现多线程的3种方法介绍和比较
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口
- 实现Callable接口
这三种方法的介绍和比较
1、实现Runnable接口相比继承Thread类有如下优势
1）可以避免由于Java的单继承特性而带来的局限
2）增强程序的健壮性，代码能够被多个线程共享，代码与数据是独立的
3）适合多个相同程序代码的线程去处理同一资源的情况
4）线程池只能放入实现Runable或Callable类线程，不能直接放入继承Thread的类
2、实现Runnable接口和实现Callable接口的区别
1）Runnable是自从java1.1就有了，而Callable是1.5之后才加上去的
2）实现Callable接口的任务线程能返回执行结果，而实现Runnable接口的任务线程不能返回结果
3）Callable接口的call()方法允许抛出异常，而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部消化，不能继续上抛
4）加入线程池运行，Runnable使用ExecutorService的execute方法，Callable使用submit方法
注：Callable接口支持返回执行结果，此时需要调用FutureTask.get()方法实现，此方法会阻塞主线程直到获取返回结果，当不调用此方法时，主线程不会阻塞
三、Runnable、Thread、Callable案例
3.1、第一种实现方法—继承Thread类
继承Thread类，需要覆盖方法 run()方法，在创建Thread类的子类时需要重写 run()，加入线程所要执行的代即可。
package cn.huangt.java_learn_notes.multithread;
/**
* 继承Thread实现多线程
* @author huangtao
*/
public class ThreadExtends {
public static void main(String[] args) {
new MyThread("Thread测试").start();
new MyThread("Thread测试").start();
}
}
class MyThread extends Thread{
private String acceptStr;
public MyThread(String acceptStr) {
this.acceptStr = acceptStr;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i ++) {
System.out.println("这个传给我的值："+acceptStr+",加上一个变量，看看是什么效果："+i);
}
}
}
/*
输出内容===
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：0
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：0
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：1
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：2
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：3
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：4
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：1
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：2
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：3
这个传给我的值：Thread测试,加上一个变量，看看是什么效果：4
*/
3.2、第二种实现方法—实现Runnable接口
如果要实现多继承就得要用implements，Java 提供了接口 java.lang.Runnable 来解决上边的问题。
Runnable是可以共享数据的，多个Thread可以同时加载一个Runnable，当各自Thread获得CPU时间片的时候开始运行Runnable，Runnable里面的资源是被共享的，所以使用Runnable更加的灵活。PS：需要解决共享之后产生的资源竞争问题。
package cn.huangt.java_learn_notes.multithread;
/**
* Runnable接口实现多线程
* @author huangtao
*/
public class RunnableImpl implements Runnable {
private String acceptStr;
public RunnableImpl(String acceptStr) {
this.acceptStr = acceptStr;
}
public void run() {
try {
// 线程阻塞1秒，此时有异常产生，只能在方法内部消化，无法上抛
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 最终处理结果无法返回
System.out.println("hello : " + this.acceptStr);
}
public static void main(String[] args) {
Runnable runnable = new RunnableImpl("Runable测试");
long beginTime = System.currentTimeMillis();
new Thread(runnable).start();
long endTime = System.currentTimeMillis();
// endTime 和 beginTime是一样的，线程并不会阻塞主线程
System.out.println("cast : " + (endTime - beginTime) / 1000 + " second!");
}
}
/*
输出内容===
cast : 0 second!
hello : Runable测试
*/
3.3、第三种—实现Callable接口
Runnable是执行工作的独立任务，但是它不返回任何值。如果你希望任务在完成的能返回一个值，那么可以实现Callable接口而不是Runnable接口。在Java SE5中引入的Callable是一种具有类型参数的泛型，它的参数类型表示的是从方法call()(不是run())中返回的值。
package cn.huangt.java_learn_notes.multithread;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
* Callable接口实现多线程
* @author huangtao
*/
public class CallableImpl implements Callable<String> {
private String acceptStr;
public CallableImpl(String acceptStr) {
this.acceptStr = acceptStr;
}
public String call() throws Exception {
// 任务阻塞1秒，并且增加一些信息返回
Thread.sleep(1000);
return this.acceptStr + " 增加一些字符并返回";
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Callable<String> callable = new CallableImpl("Callable测试");
FutureTask<String> task = new FutureTask<String>(callable);
// 创建线程
new Thread(task).start();
long beginTime = System.currentTimeMillis();
// 调用get()阻塞主线程，反之，线程不会阻塞
String result = task.get();
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("hello : " + result);
// endTime 和 beginTime是不一样的，因为阻塞了主线程
System.out.println("cast : " + (endTime - beginTime) / 1000 + " second!");
}
}
/*
输出内容===
hello : Callable测试 增加一些字符并返回
cast : 1 second!
*/
四、Runnable、Thread、Callable总结
最后再来看看它们三个之间的总结。
4.1、实现Runnable接口相比继承Thread类有如下优势
1）可以避免由于Java的单继承特性而带来的局限
2）增强程序的健壮性，代码能够被多个线程共享，代码与数据是独立的
3）适合多个相同程序代码的线程去处理同一资源的情况
4）线程池只能放入实现Runable或Callable类线程，不能直接放入继承Thread的类
4.2、实现Runnable接口和实现Callable接口的区别
1）Runnable是自从java1.1就有了，而Callable是1.5之后才加上去的
2）实现Callable接口的任务线程能返回执行结果，而实现Runnable接口的任务线程不能返回结果
3）Callable接口的call()方法允许抛出异常，而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部消化，不能继续上抛
4）加入线程池运行，Runnable使用ExecutorService的execute方法，Callable使用submit方法
注：Callable接口支持返回执行结果，此时需要调用FutureTask.get()方法实现，此方法会阻塞主线程直到获取返回结果，当不调用此方法时，主线程不会阻塞
五、其他
当然，关于多线程，只掌握这些肯定不够。
还有多线程的实现原理，还有深入理解Java线程池，这样才能更好地使用多线程。
我在后面的文章中会更新。
文章中的代码在我的GitHub上：https://github.com/huangtao1208/java_learn_notes
我的博客即将搬运同步至腾讯云+社区，邀请大家一同入驻：https://cloud.tencent.com/developer/support-plan?invite_code=36ng2soi15k4w
