多线程的几种实现方式

先上总结：

1.使用实现多线程有四种方式：①继承Thread类；②实现Runnable接口；③使用Callable和FutureTask实现有返回值的多线程；④使用ExecutorService和Executors工具类实现线程池(如果需要线程的返回值，需要在线程中实现Callable和Future接口)

2.继承Thread类的优点：简单，且只需要实现父类的run方法即可(start方法中含有run方法，会创建一个新的线程，而run是执行当前线程)。缺点是：Java的单继承，如果对象已经继承了其他的类则不能使用该方法。且不能获取线程的返回值

3.实现Runnable接口优点：简单，实现Runnable接口必须实现run方法。缺点：创建一个线程就必须创建一个Runnable的实现类，且不能获取线程的返CallabTask优点：可以获取多线程的返回值。缺点：每个多线程都需要创建一个Callable的实现类

4.线程池ExecutorService和工具类Executors优点：可以根据实际情况创建线程数量，且只需要创建一个线程池即可，也能够通过Callable和Future接口得到线程的返回值，程序的执行时间与线程的数量紧密相关。缺点：需要手动销毁该线程池(调用shutdown方法)。

尽量不要使用继承Thread类和实现Runnable接口；尽量使用线程池。否则项目导出都是线程。

在上代码：

package com.swain.programmingpearls.thread;import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.FutureTask;/*** thread 的几种实现*/
public class threadTest {public static void main (String[] args) {//继承threadExtendsThread extendsThread = new ExtendsThread();extendsThread.start();//实现runnableThread runThread = new Thread(new AchieveRunnable());runThread.start();//调用callable 可以有返回值 可以捕获异常Callable<String> tc = new TestCallable();FutureTask<String> task = new FutureTask<String>(tc);new Thread(task).start();try {System.out.println(task.get());//获取返回值} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}//runable 匿名内部类方式new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("实现Runnable 匿名内部类方式：" + Thread.currentThread().getName());}}).start();//runnable Lamda表达式new Thread(()->{for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("Lamda表达式:" + i);}}).start();System.out.println("主线程");//创建线程池ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);for(int i = 0; i<5; i++){AchieveRunnable achieveRunnable = new AchieveRunnable();try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {}executorService.execute(achieveRunnable);}//关闭线程池executorService.shutdown();}/*** 继承thread类*/public static class ExtendsThread extends Thread {public void run(){System.out.println("方法一 继承Thread线程：" + Thread.currentThread().getName());}}/*** 实现runnable*/public static class AchieveRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("方法二 实现Runnable：" + Thread.currentThread().getName());}}/*** 通过Callable和FutureTask创建线程*/public static class TestCallable implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {System.out.println("方法三 实现callable：" + Thread.currentThread().getName());return "我是callable的返回";}}
}运行结果：
方法一 继承Thread线程：Thread-0
方法二 实现Runnable：Thread-1
方法三 实现callable：Thread-2
我是callable的返回
实现Runnable 匿名内部类方式：Thread-3
主线程
Lamda表达式:0
Lamda表达式:1
Lamda表达式:2
Lamda表达式:3
Lamda表达式:4
方法二 实现Runnable：pool-1-thread-1
方法二 实现Runnable：pool-1-thread-2
方法二 实现Runnable：pool-1-thread-1
方法二 实现Runnable：pool-1-thread-2
方法二 实现Runnable：pool-1-thread-1

关于Concurrent包

concurrent包是在AQS的基础上搭建起来的，AQS提供了一种实现阻塞锁和一系列依赖FIFO等待队列的同步器的框架。

线程池参数

我们常用的主要有newSingleThreadExecutor、newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、调度等，使用Executors工厂类创建。

newSingleThreadExecutor可以用于快速创建一个异步线程，非常方便。而newCachedThreadPool永远不要用在高并发的线上环境，它用的是无界队列对任务进行缓冲，可能会挤爆你的内存。

我习惯性自定义ThreadPoolExecutor，也就是参数最全的那个。

假如我的任务可以预估，corePoolSize，maximumPoolSize一般都设成一样大的，然后存活时间设的特别的长。可以避免线程频繁创建、关闭的开销。I/O密集型和CPU密集型的应用线程开的大小是不一样的，一般I/O密集型的应用线程就可以开的多一些。

threadFactory我一般也会定义一个，主要是给线程们起一个名字。这样，在使用jstack等一些工具的时候，能够直观的看到我所创建的线程。

监控

高并发下的线程池，最好能够监控起来。可以使用日志、存储等方式保存下来，对后续的问题排查帮助很大。

通常，可以通过继承ThreadPoolExecutor，覆盖beforeExecute、afterExecute、terminated方法，达到对线程行为的控制和监控。

阻塞队列

阻塞队列会对当前的线程进行阻塞。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒，这极大的提高的编码的灵活性，非常方便。在并发编程中，一般推荐使用阻塞队列，这样实现可以尽量地避免程序出现意外的错误。阻塞队列使用最经典的场景就是socket数据的读取、解析，读数据的线程不断将数据放入队列，解析线程不断从队列取数据进行处理。

ArrayBlockingQueue对访问者的调用默认是不公平的，我们可以通过设置构造方法参数将其改成公平阻塞队列。

LinkedBlockingQueue队列的默认最大长度为Integer.MAX_VALUE，这在用做线程池队列的时候，会比较危险。

SynchronousQueue是一个不存储元素的阻塞队列。每一个put操作必须等待一个take操作，否则不能继续添加元素。队列本身不存储任何元素，吞吐量非常高。对于提交的任务，如果有空闲线程，则使用空闲线程来处理；否则新建一个线程来处理任务”。它更像是一个管道，在一些通讯框架中（比如rpc），通常用来快速处理某个请求，应用较为广泛。

DelayQueue是一个支持延时获取元素的无界阻塞队列。放入DelayQueue的对象需要实现Delayed接口，主要是提供一个延迟的时间，以及用于延迟队列内部比较排序。这种方式通常能够比大多数非阻塞的while循环更加节省cpu资源。

另外还有PriorityBlockingQueue和LinkedTransferQueue等，根据字面意思就能猜测它的用途。在线程池的构造参数中，我们使用的队列，一定要注意其特性和边界。比如，即使是最简单的newFixedThreadPool，在某些场景下，也是不安全的，因为它使用了无界队列。

CountDownLatch

假如有一堆接口A-Y，每个接口的耗时最大是200ms，最小是100ms。

我的一个服务，需要提供一个接口Z，调用A-Y接口对结果进行聚合。接口的调用没有顺序需求，接口Z如何在300ms内返回这些数据？

此类问题典型的还有赛马问题，只有通过并行计算才能完成问题。归结起来可以分为两类：

实现任务的并行性
开始执行前等待n个线程完成任务

CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就会减1。当计数器值到达0时，它表示所有的线程已经完成了任务，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。

CyclicBarrier与其类似，可以实现同样的功能。不过在日常的工作中，使用CountDownLatch会更频繁一些。

信号量

Semaphore虽然有一些应用场景，但大部分属于炫技，在编码中应该尽量少用。

信号量可以实现限流的功能，但它只是常用限流方式的一种。其他两种是漏桶算法、令牌桶算法

Lock && Condition

在Java中，对于Lock和Condition可以理解为对传统的synchronized和wait/notify机制的替代。concurrent包中的许多阻塞队列，就是使用Condition实现的。

End

不管是wait、notify，还是同步关键字或者锁，能不用就不用，因为它们会引发程序的复杂性。最好的方式，是直接使用concurrent包所提供的机制，来规避一些编码方面的问题。

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