线程创建的三种方式和线程池创建的四种方式

线程创建的三种方式和线程池创建的四种方式

1.1线程创建的方式

java创建线程的三种方式:

  1. 继承Thread类创建线程类
  2. 实现Runnable接口
  3. 通过Callable和Future创建线程

1.2创建线程

1.2.1继承Thread类

(1)创建Thread类的子类,并重写该类的run方法,该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。

(2)创建了Thread子类的实例,即创建了线程对象。

(3)调用线程对象的start()方法来启动该线程。

package com.thread;public class Thread01 {public static void main(String[] args) {MyThread01 t1=new MyThread01();MyThread01 t2=new MyThread01();t1.start();t2.start();}
}class MyThread01 extends Thread{@Overridepublic void run() {System.out.println("线程名:"+currentThread().getName());}
}

1.2.2实现Runnable接口

(1)定义runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

(2)创建 Runnable实现类的实例,并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。

(3)调用线程对象的start()方法来启动该线程。

线程的执行流程很简单,当执行代码start()时,就会执行对象中重写的void run()方法,该方法执行完成后,线程就消亡了。

package com.thread;public class Thread02 {public static void main(String[] args) {MyThread02 target=new MyThread02();Thread t1=new Thread(target);Thread t2=new Thread(target);t1.start();t2.start();}
}class MyThread02 implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println("线程名:"+Thread.currentThread().getName());}
}

1.2.3实现Callable接口

(1)创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,并且有返回值。

(2)创建Callable实现类的实例,使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。

(3)使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。

(4)调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值

package com.thread;import java.util.concurrent.*;public class Thread03 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {Callable callable=new MyThread03();FutureTask task1=new FutureTask(callable);FutureTask task2=new FutureTask(callable);new Thread(task1).start();new Thread(task2).start();Thread.sleep(10);//等待线程执行结束//task.get() 获取call()的返回值。若调用时call()方法未返回,则阻塞线程等待返回值System.out.println(task1.get());System.out.println(task2.get());//get的传入参数为等待时间,超时抛出超时异常;传入参数为空时,则不设超时,一直等待System.out.println(task1.get(10L, TimeUnit.MILLISECONDS));System.out.println(task2.get(10L, TimeUnit.MILLISECONDS));}
}class MyThread03 implements Callable{@Overridepublic Object call() throws Exception {System.out.println("线程名:"+Thread.currentThread().getName());return "实现callable:"+Thread.currentThread().getName();}
}

1.2.4三种方式的对比

采用继承Thread类方式:

(1)优点:编写简单,如果需要访问当前线程,无需使用Thread.currentThread()方法,直接使用this,即可获得当前线程。
(2)缺点:因为线程类已经继承了Thread类,所以不能再继承其他的父类。

采用实现Runnable接口方式:

(1)优点:线程类只是实现了Runable接口,还可以继承其他的类。在这种方式下,可以多个线程共享同一个目标对象,所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况,从而可以将CPU代码和数据分开,形成清晰的模型,较好地体现了面向对象的思想。
(2)缺点:编程稍微复杂,如果需要访问当前线程,必须使用Thread.currentThread()方法。

Runnable和Callable的区别:

(1)Callable规定的方法是call(),Runnable规定的方法是run().
(2)Callable的任务执行后可返回值,而Runnable的任务是不能返回值得
(3)call方法可以抛出异常,run方法不可以,因为run方法本身没有抛出异常,所以自定义的线程类在重写run的时候也无法抛出异常
(4)运行Callable任务可以拿到一个Future对象,表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法,以等待计算的完成,并检索计算的结果。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。

1.2.5start()和run()的区别

start()方法用来,开启线程,但是线程开启后并没有立即执行,他需要获取cpu的执行权才可以执行

run()方法是由jvm创建完本地操作系统级线程后回调的方法,不可以手动调用(否则就是普通方法)

2.创建线程池的四种方式

(1)newCachedThreadPool 创建一个可缓存的线程池,如果线程池长度超过处理需求,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。

(2)newFixedThreadPool 创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待

(3)newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行

(4)newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池,它只会唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO,LIFO,优先级)执行

线程池的优点:

(1)重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,性能佳

(2)可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。

(3)提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

使用newThread的弊端

  1. 每次new Thread新建对象性能差
  2. 线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom(out of memory)。
  3. 缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。

2.1使用newCachedThreadPool

创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。

package com.thread;import sun.rmi.runtime.Log;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPoolDemo01 {public static void main(String[] args) {ExecutorService cachedThreadPool= Executors.newCachedThreadPool();for(int i=0;i<20;i++){final int index=i;try {Thread.sleep(index*100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}cachedThreadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("此线程名:"+Thread.currentThread().getName());}});}}
}

线程池为无限大,当执行第二个任务时第一个任务已经完成,会复用执行第一个任务的线程,而不用每次新建线程。

2.2 newFixedThreadPool

需要指定线程池的大小,创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。

package com.thread;import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPoolDemo02 {public static void main(String[] args) {ExecutorService fixedThreadPool= Executors.newFixedThreadPool(3);for(int i=0;i<10;i++){final int index=i;fixedThreadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("线程名:"+Thread.currentThread().getName());}});}}
}

因为线程池大小为3,每个任务输出index后sleep 2秒,所以每两秒打印3个数字。定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。

2.3newScheduledThreadPool

创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下:

延迟3秒执行

package com.thread;import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ThreadPoolDemo03 {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(5);scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程名:"+Thread.currentThread().getName());}},3, TimeUnit.SECONDS);}
}

定期执行:

表示延迟1秒后每3秒执行一次。

ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更强大

package com.thread;import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ThreadPoolDemo03_2 {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(5);scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程名:"+Thread.currentThread().getName());}},1,3, TimeUnit.SECONDS);}
}

2.4newSingleThreadExecutor

创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码如下:

package com.thread;import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPoolDemo04 {public static void main(String[] args) {ExecutorService singleThreadExecutor= Executors.newSingleThreadExecutor();for(int i=0;i<10;i++){singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("线程名:"+Thread.currentThread().getName());}});}}
}

结果依次输出,相当于顺序执行各个任务。

线程池的作用:

线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。

根据系统的环境情况,可以自动或手动设置线程数量,达到运行的最佳效果;少了浪费了系统资源,多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量,其他线程排队等候。一个任务执行完毕,再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程,线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时,如果线程池中有等待的工作线程,就可以开始运行了;否则进入等待队列。

为什么要用线程池:

1.减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。

2.可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内存,而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)。

Java里面线程池的顶级接口是Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。

比较重要的几个类:

ExecutorService: 真正的线程池接口。

ScheduledExecutorService: 能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题。

ThreadPoolExecutor: ExecutorService的默认实现。

ScheduledThreadPoolExecutor: 继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现。

要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。

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