java 创建线程的三种方式、创建线程池的四种方式

概要：

java创建线程的三种方式：

继承Thread类创建线程类

实现Runnable接口

通过Callable和Future创建线程

java创建线程池的四种方式：

newCachedThreadPool 创建一个可缓存的线程池，如果线程池长度超过处理需求，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程

newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待

newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行

newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会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

线程池的优点：

a. 重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。
b. 可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。
c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

第一 Java中创建线程主要有三种方式：

1、继承Thread类创建线程类（extends）

（1）定义Thread类的子类，并重写该类的run方法，该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体(线程体)。

（2）创建Thread子类的实例，即创建了线程对象。

（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。


public class FirstThreadTest extends Thread{  int i = 0;  //重写run方法，run方法的方法体就是现场执行体  public void run()  {  for(;i<100;i++){  log.info(getName()+"  "+i);  }  }  public static void main(String[] args)  {  for(int i = 0;i< 100;i++)  {  log.info(Thread.currentThread().getName()+"  : "+i);  if(i==20)  {  new FirstThreadTest().start();  new FirstThreadTest().start();  }  }  }
}

上述代码中Thread.currentThread()方法返回当前正在执行的线程对象。GetName()方法返回调用该方法的线程的名字。

2、通过Runnable接口创建线程类

（1）定义runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

（2）创建 Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。

（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。

public class RunnableThreadTest implements Runnable
{  private int i;  public void run()  {  for(i = 0;i <100;i++)  {  log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  }  }  public static void main(String[] args)  {  for(int i = 0;i < 100;i++)  {  log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  if(i==20)  {  RunnableThreadTest runner= new RunnableThreadTest();  new Thread(runner,"新线程1").start();  new Thread(runner,"新线程2").start();  }  }  }
}

线程的执行流程很简单，当执行代码start()时，就会执行对象中重写的void run()方法，该方法执行完成后，线程就消亡了。

3、通过Callable和Future创建线程

（1）创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值。

public interface Callable
{V call() throws Exception;
}

（2）创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方

法的返回值。（FutureTask是一个包装器，它通过接受Callable来创建，它同时实现了Future和Runnable接口。）

（3）使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。

（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

public class CallableThreadTest implements Callable<Integer>
{  public static void main(String[] args)  {  CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();  FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);  for(int i = 0;i < 100;i++)  {  log.info(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);  if(i==20)  {  new Thread(ft,"有返回值的线程").start();  }  }  try  {  log.info("子线程的返回值："+ft.get());  } catch (InterruptedException e)  {  e.printStackTrace();  } catch (ExecutionException e)  {  e.printStackTrace();  }  }  @Override  public Integer call() throws Exception  {  int i = 0;  for(;i<100;i++)  {  log.info(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  }  return i;  }  }

二、创建线程的三种方式的对比

1、采用实现Runnable、Callable接口的方式创建多线程

优势：

线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口，还可以继承其他类。

在这种方式下，多个线程可以共享同一个target对象，所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况，从而可以将CPU、代码和数据分开，形成清晰的模型，较好地体现了面向对象的思想。

劣势：

编程稍微复杂，如果要访问当前线程，则必须使用Thread.currentThread()方法。

2、使用继承Thread类的方式创建多线程

优势：

编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this即可获得当前线程。

劣势：

线程类已经继承了Thread类，所以不能再继承其他父类。

3、Runnable和Callable的区别

(1) Callable规定（重写）的方法是call()，Runnable规定（重写）的方法是run()。

(2) Callable的任务执行后可返回值，而Runnable的任务是不能返回值的。

(3) call方法可以抛出异常，run方法不可以。

(4) 运行Callable任务可以拿到一个Future对象，表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的

完成，并检索计算的结果。通过Future对象可以了解任务执行情况，可取消任务的执行，还可获取执行结果future.get()。

第二创建四种线程池的方式

1、new Thread的弊端

执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗？

new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stub}}).start();

那你就out太多了，new Thread的弊端如下：

a. 每次new Thread新建对象性能差。
b. 线程缺乏统一管理，可能无限制新建线程，相互之间竞争，及可能占用过多系统资源导致死机或oom（out of memory）。
c. 缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。

相比new Thread，Java提供的四种线程池的好处在于：

a. 重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。
b. 可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。
c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

2、Java 线程池

Java通过Executors提供四种线程池，分别为：

newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
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。

(1) newCachedThreadPool：

创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。示例代码如下：

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;try {Thread.sleep(index * 1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}cachedThreadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {log.info(index);}});}

线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。

(2) newFixedThreadPool：--- 需要指定线程池的大小

创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。示例代码如下：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;fixedThreadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {log.info(index);Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}});
}

因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。

定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

(3)newScheduledThreadPool：

创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下：

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {@Overridepublic void run() {log.info("delay 3 seconds");}}, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下：

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {log.info("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");}}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟1秒后每3秒执行一次。

ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更强大

(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。示例代码如下：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {log.info(index);Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}});
}

结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。

线程池的作用：

线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。

根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率

不高。用线程池控制线程数量，其他线程排队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没

有等待进程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时，如果线程池中有等待的工作线程，就可以开始运行了；

否则进入等待队列。

为什么要用线程池:

1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。

2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大

约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

Java里面线程池的顶级接口是Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的

线程池接口是ExecutorService。

比较重要的几个类：

ExecutorService：真正的线程池接口。

ScheduledExecutorService：能和Timer/TimerTask类似，解决那些需要任务重复执行的问题。

ThreadPoolExecutor： ExecutorService的默认实现。

ScheduledThreadPoolExecutor：继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。

要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此

在Executors类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。