多线程编程是Java中一个重要的技术点，它允许程序并行执行多个任务，从而提高程序的执行效率。本文将详细介绍在Java中创建多线程的三种主要方法：继承Thread类、实现Runnable接口以及使用Callable和Future接口。
1. 继承 Thread 类
继承Thread类是创建线程的最直接方式。通过创建一个继承自Thread类的类，并重写run()方法，可以将线程执行的任务放入其中。
步骤：
- 创建一个类继承
java.lang.Thread类。 - 重写
run()方法，将线程执行的任务放入run()方法中。 - 创建该类的实例。
- 调用实例的
start()方法启动线程。
示例代码：
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
// 线程执行的任务
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("Thread running: " + i);
try {
Thread.sleep(1000); // 线程休眠1秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
thread.start(); // 启动线程
}
}
优点：
- 简单直接，代码清晰。
- 适用于不需要共享资源的场景。
缺点：
- 由于Java不支持多继承，如果继承了
Thread类，就不能继承其他类。 - 不适用于需要共享资源的场景，因为每个线程都是独立的
Thread实例。
2. 实现 Runnable 接口
实现Runnable接口是另一种创建线程的方法，它避免了Java单继承的限制。通过实现Runnable接口的类，并实现其run()方法，可以将线程执行的任务放入其中。
步骤：
- 创建一个类实现
java.lang.Runnable接口。 - 实现
run()方法，将线程执行的任务放入run()方法中。 - 创建
Runnable实现类的实例。 - 创建
Thread类的实例，并将Runnable实例传递给Thread构造函数。 - 调用
Thread实例的start()方法启动线程。
示例代码：
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 线程执行的任务
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("Runnable running: " + i);
try {
Thread.sleep(1000); // 线程休眠1秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(myRunnable);
thread.start(); // 启动线程
}
}
优点：
- 可以实现资源共享，适用于多个线程访问同一个资源的场景。
- 灵活性更高，因为可以通过实现接口来继承其他类。
缺点：
- 需要额外创建一个
Thread实例，代码相对稍微复杂。
3. 使用 Callable 和 Future
如果需要在线程执行任务后获取结果，可以使用Callable接口。与Runnable不同，Callable的call()方法可以返回结果，并且可以抛出异常。通过FutureTask类可以包装Callable对象，并将其传递给Thread对象启动线程。
步骤：
- 创建一个类实现
java.util.concurrent.Callable接口。 - 实现
call()方法，将线程执行的任务和返回结果放入call()方法中。 - 创建
Callable实现类的实例。 - 创建
FutureTask实例，并将Callable实例传递给FutureTask构造函数。 - 创建
Thread类的实例，并将FutureTask实例传递给Thread构造函数。 - 调用
Thread实例的start()方法启动线程。 - 调用
FutureTask实例的get()方法获取线程执行结果。
示例代码：
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
class MyCallable implements Callable<Integer> {
@Override
public Integer call() {
// 线程执行的任务
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
sum += i;
System.out.println("Callable running: " + i);
try {
Thread.sleep(1000); // 线程休眠1秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return sum; // 返回计算结果
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyCallable myCallable = new MyCallable();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(myCallable);
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start(); // 启动线程
try {
// 获取线程执行结果
Integer result = futureTask.get();
System.out.println("Result: " + result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
优点：
- 可以在线程任务完成后获取返回结果。
- 可以抛出异常并进行处理。
缺点：
- 相对来说比
Runnable接口实现稍微复杂一些。 - 需要额外的
FutureTask来包装Callable实例。
总结
在Java中创建多线程的方法各有优缺点，选择哪种方法取决于具体的使用场景和需求。继承Thread类适用于简单的线程任务实现，而实现Runnable接口则更灵活，适用于需要共享资源的场景。使用Callable和Future接口不仅可以获取线程执行结果，还可以处理任务执行中的异常，更适合复杂的线程任务管理。