多线程编程（一）创建线程的四种方式

╰半夏微凉° 2022-12-21 03:23 173阅读 0赞

# 创建线程的四种方式 #

### 目录 ###

*  创建线程的四种方式
 *   *  1. 继承Thread类
     *   *  1.1 创建线程类
         *  1.2 测试方法
         *  1.3 查看执行结果
     *  2. 实现Runable接口
     *   *  2.1 创建线程类
         *  2.2 测试方法
         *  2.3 查看执行结果
     *  3. 实现Callable接口
     *   *  3.1 创建线程类
         *  3.2 测试方法
         *  3.3 FutureTask 常用方法
         *  3.3.1 get()方法
         *  3.3.2 get()执行测试
         *  3.3.3 cancel()方法
         *  3.3.4 cancel()执行测试
     *  4. 线程池创建
     *   *  4.1 newCacheThreadPool
         *  4.2 newFixedThreadPool
         *  4.3 ScheduledThreadPoolExecutor
         *  4.4 newSingleThreadExecutor
     *  5. 线程池阻塞队列
     *   *  5.1 ArrayBlockingQueue
         *  5.2 LinkedBlockingQueue
         *  5.3 PriorityBlockingQueue
         *  5.4 SynchronizedQueue
     *  6. 自定义线程池

## 1. 继承Thread类 ##

### 1.1 创建线程类 ###

集成Thread类，并重写run方法

public class MyThead extends Thread { 
        /** * 实现run 方法 */
        @Override
        public void run() { 
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                //暂停0.5秒,模仿业务逻辑执行
                try { 
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行了:" + System.currentTimeMillis());
            }
    
        }
    }

### 1.2 测试方法 ###

创建三个线程

public static void main(String[] args) { 
    
            Thread thread = new MyThead();
            Thread threa2 = new MyThead();
            Thread threa3 = new MyThead();
            thread.start();
            threa2.start();
            threa3.start();
        }

### 1.3 查看执行结果 ###

Thread-2线程开始执行了:1605334456249
    Thread-0线程开始执行了:1605334456250
    Thread-1线程开始执行了:1605334456250
    Thread-1线程开始执行了:1605334456753
    Thread-0线程开始执行了:1605334456753
    Thread-2线程开始执行了:1605334456753
    Thread-2线程开始执行了:1605334457305
    Thread-0线程开始执行了:1605334457306
    Thread-1线程开始执行了:1605334457306
    Thread-0线程开始执行了:1605334457837
    Thread-1线程开始执行了:1605334457838
    Thread-2线程开始执行了:1605334457838
    Thread-0线程开始执行了:1605334458357
    Thread-1线程开始执行了:1605334458358
    Thread-2线程开始执行了:1605334458358
    Thread-2线程开始执行了:1605334458859
    Thread-1线程开始执行了:1605334458859
    Thread-0线程开始执行了:1605334458859
    Thread-1线程开始执行了:1605334459374
    Thread-2线程开始执行了:1605334459374
    Thread-0线程开始执行了:1605334459374
    Thread-0线程开始执行了:1605334459878
    Thread-1线程开始执行了:1605334459878
    Thread-2线程开始执行了:1605334459878
    Thread-0线程开始执行了:1605334460381
    Thread-1线程开始执行了:1605334460381
    Thread-2线程开始执行了:1605334460381
    Thread-0线程开始执行了:1605334460882
    Thread-1线程开始执行了:1605334460882
    Thread-2线程开始执行了:1605334460882
    
    Process finished with exit code 0

> 系统时间有重复的，代表实现了并发

## 2. 实现Runable接口 ##

### 2.1 创建线程类 ###

实现Runable接口，并重写run方法

public class MyRunable implements Runnable { 
        /** * 重写run方法 */
        @Override
        public void run() { 
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                try { 
                    //暂停0.5秒,模仿业务逻辑执行
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行了:" + System.currentTimeMillis());
            }
        }
    }

### 2.2 测试方法 ###

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            for (int i = 0; i < 3; i++) { 
                Thread thread = new Thread(new MyRunable());
                thread.start();
            }
    
        }
    }

### 2.3 查看执行结果 ###

Thread-2线程开始执行了:1605334552337
    Thread-1线程开始执行了:1605334552337
    Thread-0线程开始执行了:1605334552337
    Thread-0线程开始执行了:1605334552845
    Thread-1线程开始执行了:1605334552846
    Thread-2线程开始执行了:1605334552846
    Thread-2线程开始执行了:1605334553357
    Thread-0线程开始执行了:1605334553357
    Thread-1线程开始执行了:1605334553357
    Thread-0线程开始执行了:1605334553869
    Thread-2线程开始执行了:1605334553869
    Thread-1线程开始执行了:1605334553869
    Thread-2线程开始执行了:1605334554373
    Thread-1线程开始执行了:1605334554373
    Thread-0线程开始执行了:1605334554373
    Thread-2线程开始执行了:1605334554876
    Thread-1线程开始执行了:1605334554876
    Thread-0线程开始执行了:1605334554876
    Thread-0线程开始执行了:1605334555391
    Thread-2线程开始执行了:1605334555391
    Thread-1线程开始执行了:1605334555391
    Thread-1线程开始执行了:1605334555906
    Thread-0线程开始执行了:1605334555906
    Thread-2线程开始执行了:1605334555906
    Thread-0线程开始执行了:1605334556409
    Thread-2线程开始执行了:1605334556409
    Thread-1线程开始执行了:1605334556409
    Thread-2线程开始执行了:1605334556910
    Thread-1线程开始执行了:1605334556910
    Thread-0线程开始执行了:1605334556910

## 3. 实现Callable接口 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmlhbjIwMTY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

### 3.1 创建线程类 ###

实现callable接口，并重写cal方法

public class MyCallable implements Callable<Integer> { 
        /** * @return * 重写call方法 * @throws Exception */
        @Override
        public Integer call() throws Exception { 
    
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                try { 
                    //暂停0.5秒,模仿业务逻辑执行
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行了:" + System.currentTimeMillis());
            }
            return 1;
        }
    }

### 3.2 测试方法 ###

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            for (int i = 0; i < 3; i++) { 
                FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new MyCallable());
                Thread thread = new Thread(futureTask);
                thread.start();
            }
        }
    }

### 3.3 FutureTask 常用方法 ###

### 3.3.1 get()方法 ###

该方法会阻塞主线程，一直到call()方法执行完毕

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            List<FutureTask<Integer>> futureList = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 3; i++) { 
                FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new MyCallable());
                futureList.add(futureTask);
                Thread thread = new Thread(futureTask);
                thread.start();
            }
            try { 
                Integer callCount = new Integer(0);
                for (FutureTask<Integer> future : futureList) { 
                    Integer integer = future.get();
                    callCount += integer;
                }
                System.out.println("所有线程执行完毕。总的执行次数为："+callCount);
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

### 3.3.2 get()执行测试 ###

Thread-1线程开始执行了:1605336496803
    Thread-2线程开始执行了:1605336496803
    Thread-0线程开始执行了:1605336496803
    Thread-1线程开始执行了:1605336497311
    Thread-0线程开始执行了:1605336497311
    Thread-2线程开始执行了:1605336497311
    Thread-2线程开始执行了:1605336497837
    Thread-1线程开始执行了:1605336497837
    Thread-0线程开始执行了:1605336497837
    Thread-2线程开始执行了:1605336498359
    Thread-1线程开始执行了:1605336498359
    Thread-0线程开始执行了:1605336498359
    Thread-0线程开始执行了:1605336498865
    Thread-2线程开始执行了:1605336498865
    Thread-1线程开始执行了:1605336498865
    Thread-2线程开始执行了:1605336499369
    Thread-0线程开始执行了:1605336499369
    Thread-1线程开始执行了:1605336499369
    Thread-2线程开始执行了:1605336499871
    Thread-0线程开始执行了:1605336499871
    Thread-1线程开始执行了:1605336499871
    Thread-2线程开始执行了:1605336500375
    Thread-1线程开始执行了:1605336500375
    Thread-0线程开始执行了:1605336500375
    Thread-0线程开始执行了:1605336500879
    Thread-1线程开始执行了:1605336500879
    Thread-2线程开始执行了:1605336500879
    Thread-2线程开始执行了:1605336501384
    Thread-0线程开始执行了:1605336501384
    Thread-1线程开始执行了:1605336501384
    所有线程执行完毕。总的执行次数为：3

### 3.3.3 cancel()方法 ###

*  当 FutureTask 处于未启动状态时，执行 FutureTask.cancel()方法将此任务永远不会执行；
 *  当 FutureTask 处于已启动状态时，执行 FutureTask.cancel(true)方法将以中断线程的方式来阻止任务继续进行，如果执行 FutureTask.cancel(false)将不会对正在执行任务的线程有任何影响；
 *  当FutureTask处于已完成状态时，执行 FutureTask.cancel(…)方法将返回 false。

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            List<FutureTask<Integer>> futureList = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 3; i++) { 
                FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new MyCallable());
                futureList.add(futureTask);
                Thread thread = new Thread(futureTask);
                thread.start();
            }
            Integer futureCount = 0;
            for (FutureTask<Integer> future : futureList) { 
    
                if(futureCount == 1){ 
                    future.cancel(true);
                }
                futureCount ++;
            }
        }
    }

### 3.3.4 cancel()执行测试 ###

没有了线程1

Thread-2线程开始执行了:1605337302642
    Thread-0线程开始执行了:1605337302642
    Thread-2线程开始执行了:1605337303150
    Thread-0线程开始执行了:1605337303150
    Thread-2线程开始执行了:1605337303655
    Thread-0线程开始执行了:1605337303656
    Thread-2线程开始执行了:1605337304172
    Thread-0线程开始执行了:1605337304191
    Thread-2线程开始执行了:1605337304678
    Thread-0线程开始执行了:1605337304716
    Thread-2线程开始执行了:1605337305181
    Thread-0线程开始执行了:1605337305229
    Thread-2线程开始执行了:1605337305689
    Thread-0线程开始执行了:1605337305737
    Thread-2线程开始执行了:1605337306190
    Thread-0线程开始执行了:1605337306237
    Thread-2线程开始执行了:1605337306696
    Thread-0线程开始执行了:1605337306743
    Thread-2线程开始执行了:1605337307198
    Thread-0线程开始执行了:1605337307245

## 4. 线程池创建 ##

### 4.1 newCacheThreadPool ###

> 可缓存线程池，先查看池中有没有以前建立的线程，如果有，就直接使用。如果没有，就建一个新的线程加入池中，缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务

public static ExecutorService newCachedThreadPool() { 
            return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                          60L, TimeUnit.SECONDS,
                                          new SynchronousQueue<Runnable>());
        }

最大线程数：Integer.MAX\_VALUE  
核心线程数：0  
阻塞队列：BlockingQueue 当没有指定时，容量大小 Integer.MAX\_VALUE

> MyRunable 类

public class MyRunable implements Runnable { 
        /** * 实现方法 */
        @Override
        public void run() { 
            for (int i = 0; i < 2; i++) { 
                /*try { //暂停0.5秒,模仿业务逻辑执行 Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }*/
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行了:" + System.currentTimeMillis());
            }
        }
    }

> 测试方法

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    
            for(int i=0;i<10;i++){ 
                try { 
                    Thread.sleep(200);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                executorService.execute(new MyRunable());
            }
    
            executorService.shutdown();
        }
    }

> 测试结果

pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340746556
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340746556
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340746760
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340746760
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340746970
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340746970
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340747183
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340747183
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340747416
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340747416
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340747633
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340747633
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340747835
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340747835
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340748038
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340748038
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340748272
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340748272
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340748483
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605340748483

> 结论： 全部都是线程pool-1-thread-1执行的，证明了 如果有，就直接使用。如果没有，就建一个新的线程加入池中

### 4.2 newFixedThreadPool ###

> 创建一个可重用固定个数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { 
            return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                          0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                          new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
        }

最大线程数：输入固定数量  
核心线程数：输入固定数量  
阻塞队列：BlockingQueue 当没有指定时，容量大小 Integer.MAX\_VALUE

> 测试方法

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
    
            for(int i=0;i<10;i++){ 
                executorService.execute(new MyRunable());
            }
    
            executorService.shutdown();
        }
    }

> 测试结果

pool-1-thread-1线程开始执行了:1605341196229
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605341196230
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605341196230
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605341196230
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605341196230
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605341196230
    pool-1-thread-2线程开始执行了:1605341196231
    pool-1-thread-3线程开始执行了:1605341196231
    pool-1-thread-4线程开始执行了:1605341196232
    pool-1-thread-5线程开始执行了:1605341196232

> 结论： 最大创建的线程数是5个

### 4.3 ScheduledThreadPoolExecutor ###

> 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) { 
            super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
                  new DelayedWorkQueue());
        }

最大线程数：Integer.MAX\_VALUE  
核心线程数：输入的  
阻塞队列：DelayedWorkQueue 默认16，

> 测试方法

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    
    
            for(int i=0;i<10;i++){ 
                scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new MyRunable(), 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
            }
        }
    }

> 测试结果

pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342365607
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342368598
    pool-1-thread-2线程开始执行了:1605342371603

> 结论： 每3秒执行一次

### 4.4 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。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { 
            return new FinalizableDelegatedExecutorService
                (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                        new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
        }

最大线程数：1  
核心线程数：1  
阻塞队列：LinkedBlockingQueue

> 测试方法

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
            for(int i=0;i<10;i++){ 
                executorService.execute(new MyRunable());
            }
            executorService.shutdown();
        }
    }

pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567332
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567334
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567335
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567335
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567336
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567337
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567337
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567337
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567338
    pool-1-thread-1线程开始执行了:1605342567338

> 结论：保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行，始终只有一个线程执行

## 5. 线程池阻塞队列 ##

### 5.1 ArrayBlockingQueue ###

> ArrayBlockingQueue（int i）:规定大小的BlockingQueue，其构造必须指定大小。其所含的对象是FIFO顺序排序的。

### 5.2 LinkedBlockingQueue ###

> LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其构造时指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX\_VALUE来决定。其所含的对象是FIFO顺序排序的。

### 5.3 PriorityBlockingQueue ###

> PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:类似于LinkedBlockingQueue，但是其所含对象的排序不是FIFO，而是依据对象的自然顺序或者构造函数的Comparator决定。

### 5.4 SynchronizedQueue ###

> SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，对其的操作必须是放和取交替完成。

## 6. 自定义线程池 ##

> 由于Executors 创建的线程池，所使用的的阻塞队列 如：BlockingQueue 容量默认为Integer.MAX\_VALUE，经常会造成oom ，所以建议线上自定义阻塞队列,自定义线程池

> 自定义线程池，可以用ThreadPoolExecutor类创建，它有多个构造方法来创建线程池。  
> 常见的构造函数：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue)

public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) { 
            if (capacity <= 0)
                throw new IllegalArgumentException();
            this.items = new Object[capacity];
            lock = new ReentrantLock(fair);
            notEmpty = lock.newCondition();
            notFull =  lock.newCondition();
        }

该队列会创建定长的对象，用非公平重入锁

> 测试代码

public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            //自定义阻塞队列，最大容量为10
            BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
            // ThreadPoolExecutor:创建自定义线程池，池中保存的线程数为3，允许最大的线程数为6
            ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);
    
            // 创建10个任务
            for(int i=0;i<20;i++){ 
                Runnable runable = new MyRunable();
                tpe.execute(runable);
                System.out.println(i+"》》线程池中有效程数："+tpe.getActiveCount());
                System.out.println(i+"》》当前线程池队列数："+tpe.getQueue().size()+"\n");
            }
    
            tpe.shutdown();
        }
    }

> 测试结果

0》》线程池中有效程数：1
    0》》当前线程池队列数：0
    
    1》》线程池中有效程数：2
    1》》当前线程池队列数：0
    
    2》》线程池中有效程数：3
    2》》当前线程池队列数：0
    
    3》》线程池中有效程数：3
    3》》当前线程池队列数：1
    
    4》》线程池中有效程数：3
    4》》当前线程池队列数：2
    
    5》》线程池中有效程数：3
    5》》当前线程池队列数：3
    
    6》》线程池中有效程数：3
    6》》当前线程池队列数：4
    
    7》》线程池中有效程数：3
    7》》当前线程池队列数：5
    
    8》》线程池中有效程数：3
    8》》当前线程池队列数：6
    
    9》》线程池中有效程数：3
    9》》当前线程池队列数：7
    
    10》》线程池中有效程数：3
    10》》当前线程池队列数：8
    
    11》》线程池中有效程数：3
    11》》当前线程池队列数：9
    
    12》》线程池中有效程数：3
    12》》当前线程池队列数：10
    
    13》》线程池中有效程数：4
    13》》当前线程池队列数：10
    
    14》》线程池中有效程数：5
    14》》当前线程池队列数：10
    
    15》》线程池中有效程数：6
    15》》当前线程池队列数：10
    
    Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task com.jxs.multithread.threadpool.MyRunable@6f79caec rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@67117f44[Running, pool size = 6, active threads = 6, queued tasks = 10, completed tasks = 0]
    	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2047)
    	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:823)
    	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1369)
    	at com.jxs.multithread.threadpool.Test.main(Test.java:17)

> 结论：  
> 核心线程数为3，最大线程数：6 阻塞队列：10  
> 当执行时，先执行核心线程池的中的线程，当超过核心线程池的数量，便会阻塞到 阻塞队列中，当阻塞队列满了，会用最大线程数的数量， 当最大线程也满了，就会报错

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