Java多线程的实现

记得面试的时候，面试官问了Java多线程实现的方式有几种，它们之间的区别是什么？作为一个Java新手，将最近的学习总结如下：

1、Java多线程实现方式

Java多线程实现方式主要有三种：继承Thread类、实现Runnable接口、使用Callable和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，只有最后一种是带返回值的。

　 2、继承Thread类实现多线程

　通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：

　（1）定义Thread的子类，重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表线程需要完成的任务，也称线程执行体。

　（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。注意：线程无返回值。

public class ThreadTest extends Thread{
    private int i;
    public void run(){
        for(; i<100; i++){
            System.out.println(getName()+" " + i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        for(int i=0; i<100; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            if(i == 20){
                new ThreadTest().start();
                new ThreadTest().start();
            }
        }
    }
}

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　程序的运行结果如下：

　一般程序执行就main方法这一主线程，从main开始按顺序执行代码，当开启多线程时，将会有新的线程和main方法这个线程平行执行，也就是说执行顺序是随机的，有JVM管理。大家可以自己试试多执行几遍，会发现程序的结果是不同的。另外，从上面的结果我们可以看到，Thread-0和Thread-1两个线程输出的 i 变量不连续，说明Thread-0和Thread-1不能共享该实例属性。

　小结：使用继承Thread类的方法来创建线程类时，多个线程之间无法共享线程类的实例变量。

　 3、实现Runnable接口实现多线程

　因为java不能多重继承，所以继承thread类后就不能继承别的类了，所以如果有一个类，它已继承了某个类，又想实现多线程，那就可以通过实现Runnable接口来实现。实现Runnable接口来创建并启动多线程步骤如下：

（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，只是该线程负责执行target的run()方法。

　（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。注意：线程无返回值。

public class SecondThread implements Runnable{
    
    private int i;
    public void run(){
        for(; i<100; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" " + i);
        }        
    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        for(int i=0; i<100; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            if(i == 20){
                SecondThread st = new SecondThread();
                new Thread(st,"新线程1").start();
                new Thread(st,"新线程2").start();
            }
        }
    }
}

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　程序运行结果如下：

　上面结果可看出，两个子线程的 i 变量是连续的，也就是采用Runnable接口的方式创建的多个线程可以共享线程类的实例属性。因为程序所创建的Runnable对象只是线程的target，而多个线程可以共享同一个target，从而实现了资源的共享性。

4、使用Callable和Future实现多线程

Callable接口提供一个call()方法作为线程执行体，但call()方法功能强大，可以有返回值，可以声明抛出异常。但由于Callable对象不能直接作为Thread的target，而且call()方法并不是直接调用，是作为线程执行体被调用的，所以Java提供Future接口来代表Callable接口里的call()方法，并提供一个FutureTask实现类来包装Callable对象，作为Thread的target。

创建并启动有返回值的线程步骤如下：

（1）创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，作为线程执行体，且call()方法有返回值。

（2）创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象

　（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.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class ThirdThread implements Callable<Integer>{

    public Integer call()
    {
        int i = 0;
        for(; i < 100; i++)
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量 i的值： "+ i);
        return i;
    }
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        ThirdThread rt = new ThirdThread();
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>(rt);
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值："+i);
            if( i == 20){
                new Thread(task,"有返回值的线程").start();
            }
        }
        try{
            System.out.println("子线程的返回值： " + task.get());
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

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程序最后调用FutureTask对象的get()方法来返回call()方法的返回值，该方法将导致主线程被阻塞。运行上面的程序，将看到主线程和call()方法所代表的线程交替执行的情形，程序最后还会输出call()方法的返回值。

5、创建线程的三种方式对比

以上三种方式都能实现多线程，不过实现Runnable接口与实现Callable接口的方式基本相同，只是Callable接口里定义的方法有返回值，可以声明抛出异常。

——采用实现Runnable、Callable接口的方式创建多线程的特点如下：

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

　（2）在这种方式下，多个线程可以共享一个target对象，实现资源的共享。

　（3）劣势是：编程稍复杂，如需访问当前线程，则必须使用Thread.currentThread()方法。

　 ——采用继承Thread类的方式创建多线程的特点：

　（1）优势：编写简单，如需访问当前线程，直接使用this即可获得当前线程。

　（2）劣势：因为线程类已经继承了Thread类，java不支持多继承，所以不能再继承其他父类。