【JAVA】创建线程的三种方法以及区别

线程有 6 种线程状态:new(新建)、runnnable(可运行)、blocked(阻塞)、waiting(等待)、time waiting (定时等待)和 terminated(终止)。

创建线程的三种方法
1)继承Thread类,重写run方法
2)实现Runnable接口创建线程
3)使用Callable和Future创建线程

下面让我们分别来看看这三种创建线程的方法。

------------------------继承Thread类创建线程---------------------
通过继承Thread类来创建并启动多线程的一般步骤如下
1】定义Thread类的子类,并重写该类的run()方法,该方法的方法体就是线程需要完成的任务,run()方法也称为线程执行体。
2】创建Thread子类的实例,也就是创建了线程对象
3】启动线程,即调用线程的start()方法

代码实例

public class MyThread extends Thread{//继承Thread类
  public void run(){
  //重写run方法
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args){
    new MyThread().start();//创建并启动线程
  }
}

------------------------实现Runnable接口创建线程---------------------
通过实现Runnable接口创建并启动线程一般步骤如下:
1】定义Runnable接口的实现类,一样要重写run()方法,这个run()方法和Thread中的run()方法一样是线程的执行体
2】创建Runnable实现类的实例,并用这个实例作为Thread的target来创建Thread对象,这个Thread对象才是真正的线程对象
3】第三部依然是通过调用线程对象的start()方法来启动线程

代码实例

public class MyThread2 implements Runnable {//实现Runnable接口
  public void run(){
  //重写run方法
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args){
    //创建并启动线程
    MyThread2 myThread=new MyThread2();

    Thread thread=new Thread(myThread);

    thread().start();

    //或者    new Thread(new MyThread2()).start();
  }
}

------------------------使用Callable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。

  • call()方法可以有返回值
  • 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。在Future接口里定义了几个公共方法来控制它关联的Callable任务。

boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning):视图取消该Future里面关联的Callable任务

V get():返回Callable里call()方法的返回值,调用这个方法会导致程序阻塞,必须等到子线程结束后才会得到返回值

V get(long timeout,TimeUnit unit):返回Callable里call()方法的返回值,最多阻塞timeout时间,经过指定时间没有返回抛出TimeoutException

boolean isDone():若Callable任务完成,返回True

boolean isCancelled():如果在Callable任务正常完成前被取消,返回True

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

代码实例:

public class Main {

  public static void main(String[] args){

   MyThread3 th=new MyThread3();

   //使用Lambda表达式创建Callable对象

     //使用FutureTask类来包装Callable对象
   FutureTask<Integer> future=new FutureTask<Integer>(
    (Callable<Integer>)()->{
      return 5;
    }
    );
     //实质上还是以Callable对象来创建并启动线程
   new Thread(task,"有返回值的线程").start();

    try{
       //get()方法会阻塞,直到子线程执行结束才返回
    System.out.println("子线程的返回值:"+future.get());
    }catch(Exception e){
    ex.printStackTrace();
   }
  }
}

------------------------三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,前者线程执行体run()方法无返回值,因此可以把这两种方式归为一种这种方式与继承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、但是编程稍微复杂,如果需要访问当前线程,必须调用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)。

注:一般推荐采用实现接口的方式来创建多线程

------------------------java终止线程的三种方式---------------------

在java中有三种方式可以终止线程。分别为:

  1. 使用退出标志,使线程正常退出,也就是当run方法完成后线程终止。
  2. 使用stop方法强行终止线程(这个方法不推荐使用,因为stop和suspend、resume一样,也可能发生不可预料的结果)。
  3. 使用interrupt方法中断线程。

下面我们来详细的介绍这三种方法。

  1. 使用退出标志终止线程
    当run方法执行完后,线程就会退出。但有时run方法是永远不会结束的。如在服务端程序中使用线程进行监听客户端请求,或是其他的需要循环处理的任务。在这种情况下,一般是将这些任务放在一个循环中,如while循环。如果想让循环永远运行下去,可以使用while(true){……}来处理。但要想使while循环在某一特定条件下退出,最直接的方法就是设一个boolean类型的标志,并通过设置这个标志为true或false来控制while循环是否退出。下面给出了一个利用退出标志终止线程的例子。
package chapter2;  
   
public class ThreadFlag extends Thread  
{  
    public volatile boolean exit = false;  
   
    public void run()  
    {  
        while (!exit);  
    }  

    public static void main(String[] args) throws Exception  
    {  
        ThreadFlag thread = new ThreadFlag();  
        thread.start();  
        sleep(5000); // 主线程延迟5秒  
        thread.exit = true;  // 终止线程thread  
        thread.join();  
        System.out.println("线程退出!");  
    }  
}  

在上面代码中定义了一个退出标志exit,当exit为true时,while循环退出,exit的默认值为false,在定义exit时,使用了一个Java关键字volatile,这个关键字的目的是使exit同步,也就是说在同一时刻只能由一个线程来修改exit的值。

  1. 使用stop方法终止线程
    使用stop方法可以强行终止正在运行或挂起的线程。我们可以使用如下的代码来终止线程:
thread.stop();  

虽然使用上面的代码可以终止线程,但使用stop方法是很危险的,就象突然关闭计算机电源,而不是按正常程序关机一样,可能会产生不可预料的结果,因此,并不推荐使用stop方法来终止线程。

  1. 使用interrupt方法终止线程,使用interrupt方法来终端线程可分为两种情况:
    (1)线程处于阻塞状态,如使用了sleep方法。
    (2)使用while(!isInterrupted()){……}来判断线程是否被中断。

在第一种情况下使用interrupt方法,sleep方法将抛出一个InterruptedException,而在第二种情况下线程将直接退出。下面的代码演示了在第一种情况下使用interrupt方法。

package chapter2;  
   
public class ThreadInterrupt extends Thread  
{  
    public void run()  
    {  
        try  
        {  
            sleep(50000);  // 延迟50秒
        }  
        catch (InterruptedException e)  
        {  
            System.out.println(e.getMessage());  
        }  
    }  

    public static void main(String[] args) throws Exception  
    {  
        Thread thread = new ThreadInterrupt();  
        thread.start();  
        System.out.println("在50秒之内按任意键中断线程!");  
        System.in.read();  
        thread.interrupt();  
        thread.join();  
        System.out.println("线程已经退出!");  
    }  
}  

上面代码的运行结果如下:

在50秒之内按任意键中断线程!  
sleep interrupted  
线程已经退出!  

在调用interrupt方法后, sleep方法抛出异常,然后输出错误信息:sleep interrupted.

注意:在Thread类中有两个方法可以判断线程是否通过interrupt方法被终止。一个是静态的方法interrupted(),一个是非静态的方法isInterrupted(),这两个方法的区别是interrupted用来判断当前线是否被中断,而isInterrupted可以用来判断其他线程是否被中断。因此,while (!isInterrupted())也可以换成while (!Thread.interrupted())。

为什么要用join()方法
在很多情况下,主线程生成并起动了子线程,如果子线程里要进行大量的耗时的运算,主线程往往将于子线程之前结束,但是如果主线程处理完其他的事务后,需要用到子线程的处理结果,也就是主线程需要等待子线程执行完成之后再结束,这个时候就要用到join()方法了。

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