Java多线程1：使用多线程的几种方式以及对比

前言

Java多线程的使用有三种方法：继承Thread类、实现Runnable接口和使用Callable和Future创建线程，本文将对这三种方法一一进行介绍。

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1、继承Thread类

实现方式很简单，只需要创建一个类去继承Thread类然后重写run方法，在main方法中调用该类实例对象的start方法即可实现多线程并发。代码：

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run(){
        super.run();
        System.out.println("执行子线程...");
    }
}

测试用例：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
        System.out.println("主线程...");
    }
}

运行结果：

当然，这里的结果不代表线程的执行顺序，线程是并发执行的，如果多运行几次，打印顺序可能会不一样。多线程的运行过程中，CPU是以不确定的方式去执行线程的，故运行结果与代码的执行顺序或者调用顺序无关，运行结果也可能不一样。关于线程执行的随机性本文后面也有代码示例。

这里还有一个需要注意的点就是main方法中应该调用的是myThread的start方法，而不是run()方法。调用start()方法是告诉CPU此线程已经准备就绪可以执行，进而系统有时间就会来执行其run()方法。而直接调用run()方法，则不是异步执行，而是等同于调用函数般按顺序同步执行，这就失去了多线程的意义了。

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2、实现Runnable接口

这种方式的实现也很简单，就是把继承Thread类改为实现Runnable接口。代码如下：

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("执行子线程...");
    }
}

测试用例：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        Runnable runnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
        System.out.println("主线程运行结束!");
    }
}

运行结果：

运行结果没啥好说的，这里main中可以看到真正创建新线程还是通过Thread创建：

Thread thread = new Thread(runnable);

这一步Thread类的作用就是把run()方法包装成线程执行体，然后依然通过start去告诉系统这个线程已经准备好了可以安排执行。

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3、使用Callable和Future创建线程

上面的两种方式都有这两个问题：

1. 无法获取子线程的返回值
2. run方法不可以抛出异常

为了解决这两个问题，我们就需要用到Callable这个接口了。说到接口，上面的Runnable接口实现类实例是作为Thread类的构造函数的参数传入的，之后通过Thread的start执行run方法中的内容。但是Callable并不是Runnable的子接口，是个全新的接口，它的实例不能直接传入给Thread构造，所以需要另一个接口来转换一下。

Java5提供了Future接口来代表Callable接口里call()方法的返回值，并为Future接口提供了一个实现类FutureTask，该实现类的继承关系如图所示：

可以看到，该实现类不仅实现了Future接口，还实现了Runnable接口，所以可以直接传给Thread构造函数。

而关于FutureTask的构造函数如下：

所以这里面其实就是要比上一个方法再多一个转换过程，最终一样是通过Thread的start来创建新线程。有了这个思路，代码就很容易理解了：

import java.util.concurrent.Callable;

public class MyCallable implements Callable {
    int i = 0;
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  i的值："+ i);
        return i++; //call方法可以有返回值
    }
}

测试：

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

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Callable callable = new MyCallable();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            FutureTask task = new FutureTask(callable);
            new Thread(task,"子线程"+ i).start();
            try {
                //获取子线程的返回值
                System.out.println("子线程返回值："+task.get() + "\n");
            }  catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

执行结果（部分）：

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4、线程执行的随机性

上面介绍第一种方法的时候，说了线程的执行顺序与start()的执行顺序无关，而是CPU有空隙了就过来执行该线程，所以具有随机性，执行顺序也是随机的。

示例代码：

public class MyThread extends Thread {
    int i;
    public MyThread(int i){
        super();
        this.i = i;
    }
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(i);
    }
}

测试代码：

public class Test {
        Thread thread1 = new MyThread(1);
        Thread thread2 = new MyThread(2);
        Thread thread3 = new MyThread(3);
        Thread thread4 = new MyThread(4);
        Thread thread5 = new MyThread(5);
        Thread thread6 = new MyThread(6);
        Thread thread7 = new MyThread(7);
        Thread thread8 = new MyThread(8);
        Thread thread9 = new MyThread(9);
        Thread thread10 = new MyThread(10);

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
        thread4.start();
        thread5.start();
        thread6.start();
        thread7.start();
        thread8.start();
        thread9.start();
        thread10.start();
    }
}

运行结果体现了这一点：

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5、三种方式的对比

第一种和后面两种的对比：

1、通过代码可以看出，第一种方法是最简洁方便的，直接就可以start，不需要任何转换

2、但是第一种有一个很不好的地方就是继承了Thread类后由于java的单继承机制，就不可以继承其他的类了，而如果实现的是接口，就可以实现多个接口，使开发更灵活。

第二种和第三种方式对比：

1、同样的，第二种方法相对第三种方式来说代码更简洁，使用更方便，少了一次转换

2、第三种方法有两个优点：有返回值、可以抛出异常

总结

实际开发中可能有更复杂的代码实现，需要继承其他的类，所以平时更推荐通过实现接口来实现多线程，也就是通过第二或第三种方式来实现，这样能保持代码灵活和解耦。

而选择第二还是第三种方式，则要根据run()方法是不是需要返回值或者捕获异常来决定，如果不需要，可以选择用第二种方式实现，代码更简洁。

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