java中创建线程的四种方式及线程池详解

2022-10-28 14:18:55

众所周知，我们在创建线程时有四种方法可以用，分别是：
1、继承Thread类创建线程
2、实现Runnable接口创建线程
3、使用Callable和Future创建线程
4、使用线程池创建（使用java.util.concurrent.Executor接口）

其中第一、二中最为简单，我已经在前面线程部分详细解释过，不懂得可以去看看：多线程。

今天我们聊聊其他两种和他们的区别。

1、使用Callable接口和Future创建线程

和Runnable接口不一样，Callable接口提供了一个call()方法作为线程执行体，call()方法比run()方法功能要强大，其表现在：

1>call方法可以有返回值

2>call()方法可以声明抛出异常

Java5提供了Future接口来代表Callable接口里call()方法的返回值，并且为Future接口提供了一个实现类FutureTask，这个实现类既实现了Future接口，还实现了Runnable接口，因此可以作为Thread类的target。

介绍了相关的概念之后，创建并启动有返回值的线程的步骤如下：

1】创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，然后创建该实现类的实例（从java8开始可以直接使用Lambda表达式创建Callable对象）。

2】使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了Callable对象的call()方法的返回值

3】使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动线程（因为FutureTask实现了Runnable接口）

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

其实现代码如下：

public class MyThread implements Callable<String>{//Callable是一个泛型接口
 
	@Override
	public String call() throws Exception {//返回的类型就是传递过来的V类型
		for(int i=0;i<10;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+i);
		}
		
		return "Hello Tom";
	}
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		MyThread myThread=new MyThread();
		FutureTask<String> futureTask=new FutureTask<>(myThread);
		Thread t1=new Thread(futureTask,"线程1");
		Thread t2=new Thread(futureTask,"线程2");
		Thread t3=new Thread(futureTask,"线程3");
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		System.out.println(futureTask.get());
		
	}
}

FutureTask非常适合用于耗时的计算，主线程可以在完成自己的任务后，再去获取结果。 FutureTask可以确保即使调用了多次run方法，它都只会执行一次Runnable或者Callable任务，或者通过cancel取消FutureTask的执行等。

2、线程池

java中经常需要用到多线程来处理一些业务，但是我们非常不建议单纯使用继承Thread或者实现Runnable接口的方式来创建线程，那样势必有创建及销毁线程耗费资源、线程上下文切换问题，所以上述的三种方法，我们现在几乎不考虑，因为有更方便和安全的。
那就是线程池，创建过多的线程也可能引发资源耗尽的风险，这个时候引入线程池比较合理，方便线程任务的管理。
java中涉及到线程池的相关类均在jdk1.5开始的java.util.concurrent包中，涉及到的几个核心类及接口包括：Executor、Executors、ExecutorService、ThreadPoolExecutor、FutureTask、Callable、Runnable等。

2.1、线程池的创建

线程池可以自动创建也可以手动创建：
1、自动创建体现在Executors工具类中，常见的可以创建newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、newSingleThreadExecutor、newScheduledThreadPool：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int var0) {
        return new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue());
  }
	
  public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()));
  }
 
  public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue());
  }
 
  public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int var0) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(var0);
  }

2、手动创建体现在可以灵活设置线程池的各个参数，体现在代码中即ThreadPoolExecutor类构造器上各个实参的不同：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                           int maximumPoolSize,
                           long keepAliveTime,
                           TimeUnit unit,
                           BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                           ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {……}

2.2、ThreadPoolExecutor中重要的几个参数详解

corePoolSize：核心线程数，也是线程池中常驻的线程数，线程池初始化时默认是没有线程的，当任务来临时才开始创建线程去执行任务。

maximumPoolSize：最大线程数，在核心线程数的基础上可能会额外增加一些非核心线程，需要注意的是只有当workQueue队列填满时才会创建多于corePoolSize的线程(线程池总线程数不超过maxPoolSize)

keepAliveTime：非核心线程的空闲时间超过keepAliveTime就会被自动终止回收掉，注意当corePoolSize=maxPoolSize时，keepAliveTime参数也就不起作用了(因为不存在非核心线程)；

unit：keepAliveTime的时间单位

workQueue：用于保存任务的队列，可以为*、有界、同步移交三种队列类型之一，当池子里的工作线程数大于corePoolSize时，这时新进来的任务会被放到队列中

threadFactory：创建线程的工厂类，默认使用Executors.defaultThreadFactory()，也可以使用guava库的ThreadFactoryBuilder来创建。

handler：线程池无法继续接收任务(队列已满且线程数达到maximunPoolSize)时的饱和策略，取值有AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardOldestPolicy、DiscardPolicy。

2.3、线程池中的线程创建流程

3、四种创建线程方法对比

实现Runnable和实现Callable接口的方式基本相同，不过是后者执行call()方法有返回值，后者线程执行体run()方法无返回值，并且如果使用FutureTask类的话，只执行一次Callable任务。

这种方式与继承Thread类的方法之间的差别如下：

1、线程只是实现Runnable或实现Callable接口，还可以继承其他类。

2、这种方式下，多个线程可以共享一个target对象，非常适合多线程处理同一份资源的情形。

3.继承Thread类只需要this就能获取当前线程。不需要使用Thread.currentThread()方法

4、继承Thread类的线程类不能再继承其他父类（Java单继承决定）。

5、前三种的线程如果创建关闭频繁会消耗系统资源影响性能，而使用线程池可以不用线程的时候放回线程池，用的时候再从线程池取，项目开发中主要使用线程池的方式创建多个线程。

6.实现接口的创建线程的方式必须实现方法（run() call()）。

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