当前位置 博文首页 > 流年的夏天:Java高并发与多线程(二)-----线程的实现方式
今天,我们开始Java高并发与多线程的第二篇,线程的实现方式。
通常来讲,线程有三种基础实现方式,一种是继承Thread类,一种是实现Runnable接口,还有一种是实现Callable接口,当然,如果我们铺开,扩展一下,会有很多种实现方式,但是归根溯源,其实都是这几种实现方式的衍生和变种。
我们依次来讲。
【第一种 · 继承Thread】
继承Thread之后,要实现父类的run方法,然后在起线程的时候,调用其start方法。
1 public class DemoThreadDemoThread extends Thread {
2 public void run() {
3 System.out.println("我执行了一次!");
4 }
5
6 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
7 for (int i = 0; i < 3; i++) {
8 Thread thread = new DemoThreadDemoThread();
9 thread.start();
10 Thread.sleep(3000);
11 }
12 }
13 }
这里,有些同学对start方法和run方法的作用理解有点问题,解释一下:
start()方法被用来启动新创建的线程,在start()内部调用了run()方法。 当你调用run()方法的时候,其实就和调用一个普通的方法没有区别。 |
【第二种 · 实现Runnable接口】
第二种方法,是实现Runnable接口的run方法,在起线程的时候,如下,new一个Thread类,然后把类当做参数传进去。
1 public class DemoThreadDemoRunnable implements Runnable { 2 public void run() { 3 System.out.println("我执行了一次!"); 4 } 5 6 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 7 for (int i = 0; i < 3; i++) { 8 Thread thread = new Thread(new DemoThreadDemoRunnable()); 9 thread.start(); 10 Thread.sleep(3000); 11 } 12 } 13 }
这两种方法看起来其实差不多,但是平时使用的时候我们如何做选择呢?
一般而言,我们选择Runnable会好一点;
首先,我们从代码的架构考虑。
实际上,Runnable 里只有一个 run() 方法,它定义了需要执行的内容,在这种情况下,实现了 Runnable 与 Thread 类的解耦,Thread 类负责线程启动和属性设置等内容,权责分明。
第二点就是在某些情况下可以提高性能。
使用继承 Thread 类方式,每次执行一次任务,都需要新建一个独立的线程,执行完任务后线程走到生命周期的尽头被销毁,如果还想执行这个任务,就必须再新建一个继承了 Thread 类的类,如果此时执行的内容比较少,比如只是在 run() 方法里简单打印一行文字,那么它所带来的开销并不大,相比于整个线程从开始创建到执行完毕被销毁,这一系列的操作比 run() 方法打印文字本身带来的开销要大得多。
如果我们使用实现 Runnable 接口的方式,就可以把任务直接传入线程池,使用一些固定的线程来完成任务,不需要每次新建销毁线程,大大降低了性能开销。
第三点好处在于可以继承其他父类。
Java 语言不支持双继承,如果我们的类一旦继承了 Thread 类,那么它后续就没有办法再继承其他的类,这样一来,如果未来这个类需要继承其他类实现一些功能上的拓展,它就没有办法做到了,相当于限制了代码未来的可拓展性。
首先,我们可以去看看Thread的源码,我们可以看到:
其实Thread类也是实现了Runnable接口,以下是Thread的run方法:
其中的target指的就是你是实现了Runnable接口的类:
Thread被new出来之后,调用Thread的start方法,会调用其run方法,然后其实执行的就是Runnable接口的run方法(实现后的方法)。
所以,当你继承了Thread之后,你实现的run方法其实还是Runnable接口的run方法,
因此,其实无返回值线程的实现方式只有一种,那就是实现Runnable接口的run方法,然后调用Thread的start方法,start方法内部会调用你写的run方法,完成代码逻辑。
【第三种 · 实现Callable接口】
第 3 种线程创建方式是通过有返回值的 Callable 创建线程。
Callable接口实际上是属于Executor框架中的功能类,之后的部分会详细讲述Executor框架。
Callable和Runnable可以认为是兄弟关系,Callable的call()方法类似于Runnable接口中run()方法,都定义任务要完成的工作,实现这两个接口时要分别重写这两个方法;
主要的不同之处是call()方法是有返回值的,运行Callable任务可以拿到一个Future对象,表示异步计算的结果。
我们通过Future对象可以了解任务执行情况,可取消任务的执行,还可获取执行结果。
代码示例如下:
1 public class DemoThreadDemoCallable implements Callable<Integer> { 2 3 private volatile static int count = 0; 4 5 public Integer call() { 6 System.out.println("我是callable,我执行了一次"); 7 return count++; 8 } 9 10 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { 11 List<FutureTask<Integer>> taskList = new ArrayList<FutureTask<Integer>>(); 12 13 for (int i = 0; i < 3; i++) { 14 FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new DemoThreadDemoCallable()); 15 taskList.add(futureTask); 16 } 17 18 for (FutureTask<Integer> task : taskList) { 19 Thread.sleep(1000); 20 new Thread(task).start(); 21 } 22 23 // 一般这个时候是做一些别的事情 24 Thread.sleep(3000); 25 for (FutureTask<Integer> task : taskList) { 26 if (task.isDone()) { 27 System.out.printf("我是第%s次执行的!\n", task.get()); 28 } 29 } 30 } 31 }
执行结果如下:
其中,count 使用volatile 修饰了一下,关于volatile 关键字,之后会再次讲到,这里先不说。 |
当然了,我们一般情况下,都会使用线程池来进行Callable的调用,如下代码所示。
1 public class DemoThreadDemoCallablePool { 2 public static void main(String[] args) { 3 ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); 4 Future<Integer> future = threadPool.submit(new DemoThreadDemoCallable()); 5 try { 6 System.out.println(future.get()); 7 } catch (Exception e) { 8 System.err.print(e.getMessage()); 9 } finally { 10 threadPool.shutdown(); 11 } 12 } 13 }
最后,我们来看看Callable和Runnable的区别:
【三种创建线程的基础方式图示】
通过图示基本上可以看得很清楚,Callable是需要Future接口的实现类搭配使用的;
Future接口一共有5个方法:
用于取消任务,如果取消任务成功则返回true,如果取消任务失败则返回false。
参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务,如果设置true,则表示可以取消正在执行过程中的任务。
如果任务已经完成,此方法返回false,即取消已经完成的任务会返回false;
如果任务正在执行,若mayInterruptIfRunning设置为true,则返回true,若mayInterruptIfRunning设置为false,则返回false;