Java多线程--JDK5.0新增线程创建方式

文章目录

一、新增方式1：实现Callable接口
- （1）介绍
- （2）案例
- （3）总结对比
二、新增方式2：使用线程池
- （1）问题与解决思路
- - 1、现有问题
  - 2、解决思路
  - 3、好处
- （2）线程池相关API
- （3）案例

一、新增方式1：实现Callable接口

（1）介绍

【Callable接口】

@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {/*** Computes a result, or throws an exception if unable to do so.** @return computed result* @throws Exception if unable to compute a result*/V call() throws Exception;
}

<>是泛型的意思，V决定了call()方法返回值的类型。

与使用Runnable相比， Callable功能更强大些
- 相比run()方法，可以有返回值。
- 方法可以抛出异常。
- 支持泛型的返回值（需要借助FutureTask类，获取返回结果）。
Future接口（了解）
- 可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。
- FutureTask是Futrue接口的唯一的实现类。
- FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值。
缺点：在获取分线程执行结果的时候，当前线程（或是主线程）受阻塞，效率较低。

（2）案例

【步骤】

1、创建一个实现Callable的实现类。

2、实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中。

3、创建Callable接口实现类的对象。

4、将此Callable接口实现类的对象作为参数传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象。

5、将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()。

6、获取Callable中call方法的返回值。

【案例】

🌱代码

package yuyi04.callable;import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;/*** ClassName: Callable* Package: yuyi04.callable* Description:*  创建多线程的方式三：实现Callable （jdk5.0新增的）* @Author 雨翼轻尘* @Create 2024/2/3 0003 13:59*///1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable {//2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中@Overridepublic Object call() throws Exception {int sum = 0;for (int i = 1; i <= 100; i++) {	//遍历100以内的偶数if (i % 2 == 0) {System.out.println(i);sum += i;	//计算100以内偶数的和}Thread.sleep(1000);}return sum;}
}public class CallableTest {public static void main(String[] args) {//3.创建Callable接口实现类的对象NumThread numThread = new NumThread();//4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);//5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()Thread t1 = new Thread(futureTask);t1.start();System.out.println("main()线程");try {//6.获取Callable中call方法的返回值//get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。Object sum = futureTask.get();System.out.println("总和为：" + sum);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}

🍺输出（部分）

☕注意

call方法就相当于之前的run方法，与run方法不一样的是，call方法可以有返回值类型。

另外，call方法可以通过throws抛出异常。也就是异常可以不在里面处理了，可以往外抛，更加灵活了。

之前在run方法里面，sleep方法有一个异常，可能会出现编译时异常InterruptedException，所以就会在同步代码块里面做try-catch操作。如下：

class PrintNumber implements Runnable{//...@Overridepublic void run() {while(true){synchronized (obj) {   //obj是唯一的，线程安全//...if(number<=100){try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//...}else{break;}}}}
}

如果就想在外面知道方法调用可能出现了什么异常，也可以在这里throw一个运行时异常，将编译时异常InterruptedException以字符串的方式传进去，如下：

这就是一种处理方式，在外面想要知道出现了什么异常，也能抛，只不过此时抛的是一个运行时异常，运行时异常通常不处理。

就避开了在sleep的地方直接throws出去。

相当于将可能出现的编译时异常以一个运行时异常的方式给抛出。

而现在的Callable比较灵活，可以直接将异常抛出去。

而且它抛的还是Exception，也就是说，无论是编译时异常还是运行时异常都可以。如下：

call方法可以返回值，而run方法不行，比如上边案例中，run方法就只能将sum定义在外面，在里面给sum赋值，方法执行结束以后，sum的值也就变了，不能以返回的方式去体现了。

FutureTask也实现了Runnable的接口，所以第5步使用的Thread构造器还是这个：

public Thread(Runnable target) {
this(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}

这个start()仍然执行的是实现类NumThread里面的call方法。

对于当前操作来说，有一个返回值Object。如果想获取这个返回值的话，就需要使用到futureTsak。

拿着futureTsak去调用get方法，就能得到总和sum，如下：

🎲说个容易混淆的事情。

Object sum = futureTask.get();这个操作是在主线程当中做的。

之前说过这样一个例子：

public class ThreadTest {public static void main(String[] args) {// 创建线程对象MyThread t = new MyThread();t.setName("线程1");t.start();// 调用sleep方法try {t.sleep(1000 * 5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 5秒之后这里才会执行。System.out.println("hello World!");}
}class MyThread extends Thread {public void run() {for (int i = 0; i < 10000; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);}}
}

sleep在哪个线程里面执行，就让哪个线程sleep了。

若是将sleep写在run方法里面了，就是分线程sleep；在主线程里面，就是让主线程sleep了。

还有一种解释，sleep()是静态方法，静态方法可以用对象来调用，若对象是null的话也照样可以调。

换句话说，如果将t写成了MyThread，会更加明确。

如下：

说白了，就是sleep()在哪个线程里面调用的，就让哪个线程sleep。

🚗小细节

这里t1.start()，分线程start()，就出去执行了。

那么主线程会马上执行futureTask.get()吗？

若分线程还没有遍历完100以内的偶数，这时候要是主线程执行的话就会拿不到sum最终的值？

其实不会的。这里会有一个阻塞。这个阻塞是自然而然的。

主线程会一直等分线程return，只有分线程return了，主线程才会get。

（3）总结对比

创建多线程的方式三：实现Callable （jdk5.0新增的）

与Runnable方式的对比的好处

call()可以有返回值，更灵活。
call()可以使用throws的方式处理异常，更灵活。
Callable使用了泛型参数，可以指明具体的call()的返回值类型（不一定非要是Object），更灵活。

有缺点吗？

如果在主线程中需要获取分线程call()的返回值，则此时的主线程是阻塞状态的。

这种方式存在的意义，估计就是笔试题了。

在开发当中，最常使用的就是“线程池”。

二、新增方式2：使用线程池

（1）问题与解决思路

1、现有问题

如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。

那么有没有一种办法使得线程可以复用，即执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？

2、解决思路

思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。

可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。

类似生活中的公共交通工具。

将创建好的线程都放在一个池子里面，就叫线程池。

若此时一系列的任务过来了，每一个任务需要拿一个线程去操作，那么这个任务就可以去线程池里面捞一个线程来用。

假设现在只有三个线程，对应三个任务拿着它们去执行。如果还有其他新的任务，则需要等待。

当现有的任务执行完之后，此时的线程不会因为当前任务的执行结束而销毁，而是又还回到线程池当中，这个线程就可以继续分配给其他任务去执行。

这就得到了很好的重复利用。

当然，我们还可以设置线程池的参数，比如初始化的时候有三个线程池，不够的时候再增加线程。

3、好处

创建多线程的方式四：使用线程池

此方式的好处：

提高了程序执行的效率，提高响应速度。（因为线程已经提前创建好了，减少了创建新线程的时间）
提高了资源的复用率。（因为执行完的线程并未销毁，而是可以继续执行其他的任务）
降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）。
可以设置相关的参数，对线程池中的线程的使用进行管理。（便于线程管理）
- corePoolSize：核心池的大小
- maximumPoolSize：最大线程数
- keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
- …

（2）线程池相关API

JDK5.0之前，我们必须手动自定义线程池。从JDK5.0开始，Java内置线程池相关的API。在java.util.concurrent包下提供了线程池相关API：ExecutorService 和 Executors。
ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
- void execute(Runnable command) ：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
- <T> Future<T> submit(Callable<T> task)：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
- void shutdown() ：关闭连接池
Executors：一个线程池的工厂类，通过此类的静态工厂方法可以创建多种类型的线程池对象。
- Executors.newCachedThreadPool()：创建一个可根据需要创建新线程的线程池
- Executors.newFixedThreadPool(int nThreads); 创建一个可重用固定线程数的线程池
- Executors.newSingleThreadExecutor() ：创建一个只有一个线程的线程池
- Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

（3）案例

🌱代码

package com.atguigu06.createmore.pool;import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;//创建并使用多线程的第四种方法：使用线程池class NumberThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {	//指明线程想干什么for(int i = 0;i <= 100;i++){	//打印偶数if(i % 2 == 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);}}}
}class NumberThread1 implements Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i = 0;i <= 100;i++){	//打印奇数if(i % 2 != 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);}}}
}public class ThreadPool {public static void main(String[] args) {//1. 提供指定线程数量的线程池ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;	//强转
//        //设置线程池的属性
//        System.out.println(service.getClass());//ThreadPoolExecutorservice1.setMaximumPoolSize(50); //设置线程池中线程数的上限//2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnableservice.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable//        service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable//3.关闭连接池service.shutdown();}}