Java多线程实现方式主要有四种:
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口
- 实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程
- 使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。
其中前两种方式线程执行完后都没有返回值,后两种是带返回值的。
Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例。
启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。
start()方法是一个native方法,它将启动一个新线程,并执行run()方法。
这种方式实现多线程很简单,通过自己的类直接extend Thread,并复写run()方法,就可以启动新线程并执行自己定义的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();如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,可以实现一个Runnable接口,如下:
public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("MyThread.run()");
}
} 为了启动MyThread,需要首先实例化一个Thread,并传入自己的MyThread实例:
MyThread myThread = new MyThread();
Thread thread = new Thread(myThread);
thread.start();
public interface Callable<V> { V call() throws Exception; } public class SomeCallable<V> extends OtherClass implements Callable<V> {
@Override
public V call() throws Exception {
return null;
}
}Callable<V> oneCallable = new SomeCallable<V>();
//由Callable<Integer>创建一个FutureTask<Integer>对象:
FutureTask<V> oneTask = new FutureTask<V>(oneCallable);
//注释:FutureTask<Integer>是一个包装器,它通过接受Callable<Integer>来创建,它同时实现了Future和Runnable接口。
//由FutureTask<Integer>创建一个Thread对象:
Thread oneThread = new Thread(oneTask);
oneThread.start();
//至此,一个线程就创建完成了。
ExecutorService、Callable、Future三个接口实际上都是属于Executor框架。
返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征,有了这种特征就不需要再为了得到返回值而大费周折了。而且自己实现了也可能漏洞百出。
可返回值的任务必须实现Callable接口。类似的,无返回值的任务必须实现Runnable接口。
执行Callable任务后,可以获取一个Future的对象,在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了。
注意:get方法是阻塞的,即:线程无返回结果,get方法会一直等待。
再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。
下面提供了一个完整的有返回结果的多线程测试例子,在JDK1.5下验证过没问题可以直接使用。代码如下:
import java.util.concurrent.*;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
/**
* 有返回值的线程
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public class Test {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException,
InterruptedException {
System.out.println("----程序开始运行----");
Date date1 = new Date();
int taskSize = 5;
// 创建一个线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
// 创建多个有返回值的任务
List<Future> list = new ArrayList<Future>();
for (int i = 0; i < taskSize; i++) {
Callable c = new MyCallable(i + " ");
// 执行任务并获取Future对象
Future f = pool.submit(c);
// System.out.println(">>>" + f.get().toString());
list.add(f);
}
// 关闭线程池
pool.shutdown();
// 获取所有并发任务的运行结果
for (Future f : list) {
// 从Future对象上获取任务的返回值,并输出到控制台
System.out.println(">>>" + f.get().toString());
}
Date date2 = new Date();
System.out.println("----程序结束运行----,程序运行时间【"
+ (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 + "任务启动");
Date dateTmp1 = new Date();
Thread.sleep(1000);
Date dateTmp2 = new Date();
long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();
System.out.println(">>>" + taskNum + "任务终止");
return taskNum + "任务返回运行结果,当前任务时间【" + time + "毫秒】";
}
} ThreadLocal类的作用是为每个线程都创建一个变量副本, 每个线程都可以修改自己所拥有的变量副本, 而不会影响其他线程的副本. 其实这也是解决线程安全的问题的一种方法
ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢?其实实现的思路很简单:在ThreadLocal类中有一个Map,用于存储每一个线程的变量副本。
看看get()函数的源码:
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}getMap(t);函数传入thread参数,获取到thread的map。然后调用map的getEntry()函数,得到最终的entry。
Map中元素的键为threadlocal对象,而值对应线程的变量副本。
ThreadLocal并不能替代同步机制,两者面向的问题领域不同。
同步机制是为了同步多个线程对相同资源的并发访问,是为了多个线程之间进行通信的有效方式;
而ThreadLocal是隔离多个线程的数据共享,从根本上就不在多个线程之间共享资源(变量),这样当然不需要对多个线程进行同步了。
所以,如果你需要进行多个线程之间进行通信,则使用同步机制;
如果需要隔离多个线程之间的共享冲突,可以使用ThreadLocal,这将极大地简化你的程序,使程序更加易读、简洁