java 创建线程的三种方式、创建线程池的四种方式

我不是女神ヾ 2022-03-17 09:27 411阅读 0赞

> ### 概要： ###
> 
> 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***
> 
>    
> 
> java创建线程池的四种方式：
> 
>      ***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
> 
>     ***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***
> 
>     ***newScheduledThreadPool*** 创建一个定长线程池，***支持定时及周期性任务执行***
> 
>     ***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：
> 
>      a. **重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳**。  
>      b. 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。  
>      c. 提供**定时执行、定期执行、单线程、并发数控制**等功能。

## ##

### 第一 Java中创建线程主要有三种方式： ###

### **1、继承Thread类创建线程类 （extends）** ###

（1）定义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(线程体)***。

（2）创建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。

public class FirstThreadTest extends Thread{  
        int i = 0;  
        //重写run方法，run方法的方法体就是现场执行体  
        public void run()  
        {  
            for(;i<100;i++){  
            log.info(getName()+"  "+i);  
            }  
        }  
    
        public static void main(String[] args)  
        {  
            for(int i = 0;i< 100;i++)  
            {  
                log.info(Thread.currentThread().getName()+"  : "+i);  
                if(i==20)  
                {  
                    new FirstThreadTest().start();  
                    new FirstThreadTest().start();  
                }  
            }  
        }  
    }

上述代码中Thread.currentThread()方法返回当前正在执行的线程对象。GetName()方法返回调用该方法的线程的名字。

### 2、通过Runnable接口创建线程类 ###

（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，并以此实例作为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。

public class RunnableThreadTest implements Runnable  
    {  
      
        private int i;  
        public void run()  
        {  
            for(i = 0;i <100;i++)  
            {  
               log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
            }  
        }  
    
        public static void main(String[] args)  
        {  
            for(int i = 0;i < 100;i++)  
            {  
                log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
                if(i==20)  
                {  
                    RunnableThreadTest runner= new RunnableThreadTest();  
                    new Thread(runner,"新线程1").start();  
                    new Thread(runner,"新线程2").start();  
                }  
            }  
        }   
    }

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。

### 3、通过Callable和Future创建线程 ###

（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***。

public interface Callable
    {
    　　V call() throws Exception;
    }

（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。（**FutureTask是一个包装器**，它通过接受Callable来创建，它***同时实现了Future和Runnable接口***。）

（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

public class CallableThreadTest implements Callable<Integer>  
    {  
      
        public static void main(String[] args)  
        {  
            CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();  
            FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);  
            for(int i = 0;i < 100;i++)  
            {  
                log.info(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);  
                if(i==20)  
                {  
                    new Thread(ft,"有返回值的线程").start();  
                }  
            }  
            try  
            {  
                log.info("子线程的返回值："+ft.get());  
            } catch (InterruptedException e)  
            {  
                e.printStackTrace();  
            } catch (ExecutionException e)  
            {  
                e.printStackTrace();  
            }  
      
        }  
      
        @Override  
        public Integer call() throws Exception  
        {  
            int i = 0;  
            for(;i<100;i++)  
            {  
                log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
            }  
            return i;  
        }  
      
    }

## 二、创建线程的三种方式的对比 ##

**1、采用实现Runnable、Callable接口的方式创建多线程**

优势：

线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口，还可以继承其他类。

在这种方式下，***多个线程可以共享同一个target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。

** 劣势**：

编程稍微复杂，如果要访问当前线程，则必须***使用Thread.currentThread()方法***。

**2、使用继承Thread类的方式创建多线程**

优势：

编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用Thread.currentThread()方法，**直接使用this即可获得当前线程**。

劣势：

线程类已经继承了Thread类，所以不能再继承其他父类。

**3、Runnable和Callable的区别**

(1) Callable规定（重写）的方法是call()，Runnable规定（重写）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的。

(3) **call方法可以抛出异常，run方法不可以。**

(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future.get()。

### 第二 创建四种线程池的方式 ###

**1、new Thread的弊端**

执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗？

new Thread(new Runnable() {
    
    
      @Override
    
      public void run() {
    
        // TODO Auto-generated method stub
    
        }
    
      }
    
    ).start();

那你就out太多了，new Thread的弊端如下：

>      a. 每次new Thread**新建对象性能差**。  
>      b. 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）。  
>      c. 缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。

相比new Thread，Java提供的四种线程池的好处在于：

a. **重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳**。  
          b. 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。  
          c. 提供**定时执行、定期执行、单线程、并发数控制**等功能。

**2、Java 线程池**

Java通过Executors提供四种线程池，分别为：

> **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。  
> **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。  
> **newScheduledThreadPool** 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。  
> **newSingleThreadExecutor** 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。

(1) 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。示例代码如下：

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
    
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
    
        final int index = i;
    
      try {
    
        Thread.sleep(index * 1000);
    
       } catch (InterruptedException e) {
    
          e.printStackTrace();
    
      }
    
    
    
       cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
    
         @Override
    
         public void run() {
    
            log.info(index);
    
          }
    
       });
    
    }

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) 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。示例代码如下：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
    
      final int index = i;
    
    
      fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
    
    
      @Override
    
      public void run() {
     
          try {
             log.info(index);
             Thread.sleep(2000);
          } catch (InterruptedException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
           }
        }
      });
    }

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。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

(3)newScheduledThreadPool：

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：

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    
     scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
    
    
          @Override
    
          public void run() {
    
             log.info("delay 3 seconds");
           }
    
     }, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下：

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
    
          @Override
    
          public void run() {
    
              log.info("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
    
          }
    
    }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

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

(4)newSingleThreadExecutor：

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：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      final int index = i;
      singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
    
        @Override
        public void run() {
        try {
            log.info(index);
            Thread.sleep(2000);
         } catch (InterruptedException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
        }
      });
    }

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