java 多线程的三种实现

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本文介绍了Java多线程相关知识。先阐述进程和线程概念，线程是进程最小执行单位，同一进程线程共享部分内存。还说明了线程生命周期的五种状态。接着讲解三种创建线程方式，包括继承Thread类、实现Runnable接口、使用Callable和Future接口，启动均调用start()方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、java多线程简介
1、什么是进程？
说明线程前先说下什么是进程，
看一张图

在这里插入图片描述
图一

图一显示的都是一个个独立的进程，他们之间没有直接联系的，每个进程是一个应用程序，都有独立的内存空间，

2、什么是线程？

上面截图中的每个进程，其实就是由多一个或多个线程组成的，说白了，线程其实就是进程中最小执行单位，同一个进程中的线程共享其进程中的内存和资源（共享的内存是堆内存和方法区内存，栈内存不共享，每个线程有自己的。）

3、线程的生命周期及五种基本状态

在这里插入图片描述
图二
新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread();

就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；

运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就绪状态是进入到运行状态的唯一入口，也就是说，线程要想进入运行状态执行，首先必须处于就绪状态中；

阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：

1.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态；

2.同步阻塞 ：线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；

3.其他阻塞 ：通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

二、java多线程的创建及启动

 创建多线程有三种方式

1、继承Thread类，重写该类的run()方法。

package com.test.thread;/**
 * Created by Administrator on 2019/3/15/015.
 */

/**
 * @ClassName ThreadTest1
 * @Description TODO
 * @Date 2019/3/15/01517:34
 * @Version 1.0
 * 继承Thread类，重写该类的run()方法。
 **/
public class ThreadTest1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for ( int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            }
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++){
            // 创建一个新的线程  test1  此线程进入新建状态
            ThreadTest1 test1 = new ThreadTest1();
            // 创建一个新的线程  test2  此线程进入新建状态
            ThreadTest1 test2 = new ThreadTest1();
            //调用start()方法使得线程进入就绪状态
            test1.start();
            test2.start();
        }

    }
}

如上所示，继承Thread类，通过重写run()方法定义了一个新的线程类MyThread，其中run()方法的方法体代表了线程需要完成的任务，称之为线程执行体。当创建此线程类对象时一个新的线程得以创建，并进入到线程新建状态。通过调用线程对象引用的start()方法，使得该线程进入到就绪状态，此时此线程并不一定会马上得以执行，这取决于CPU调度时机。

2、2.实现Runnable接口，并重写该接口的run()方法

package com.test.thread;/**
 * Created by Administrator on 2019/3/15/015.
 */

/**
 * @ClassName ThreadTest2
 * @Description TODO
 * @Date 2019/3/15/01517:47
 * @Version 1.0
 **/
public class ThreadTest2 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for ( int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++){
            // 创建一个新的线程  test1  此线程进入新建状态
            ThreadTest1 test1 = new ThreadTest1();
            // 创建一个新的线程  test2  此线程进入新建状态
            ThreadTest1 test2 = new ThreadTest1();
            //调用start()方法使得线程进入就绪状态
            test1.start();
            test2.start();
        }

    }
}

相信以上两种创建新线程的方式大家都很熟悉了，那么Thread和Runnable之间到底是什么关系呢？我们首先来看一下下面这个例子。

package com.test.thread;/**
 * Created by Administrator on 2019/3/15/015.
 */

/**
 * @ClassName MyRunnable
 * @Description TODO
 * @Date 2019/3/15/01518:09
 * @Version 1.0
 **/
class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("in MyRunnable run");
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }
}


package com.test.thread;/**
 * Created by Administrator on 2019/3/15/015.
 */

/**
 * @ClassName MyThread
 * @Description TODO
 * @Author yb
 * @Date 2019/3/15/01518:10
 * @Version 1.0
 **/
class MyThread extends Thread {

    private int i = 0;

    public MyThread(Runnable runnable) {
        super(runnable);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("in MyThread run");
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }
}


package com.test.thread;/**
 * Created by Administrator on 2019/3/15/015.
 */

/**
 * @ClassName ThreadTest3
 * @Description TODO
 * @Date 2019/3/15/01517:53
 * @Version 1.0
 **/
public class ThreadTest3 {
    public static void main(String[] args) {
       for (int i = 0; i < 100 ;i ++) {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
           if (i == 30 ){
               Runnable myRunnable = new MyRunnable();
               Thread thread = new MyThread(myRunnable);
               thread.start();
           }
       }
    }
}

同样的，与实现Runnable接口创建线程方式相似，不同的地方在于

Thread thread = new MyThread(myRunnable);
那么这种方式可以顺利创建出一个新的线程么？答案是肯定的。至于此时的线程执行体到底是MyRunnable接口中的run()方法还是MyThread类中的run()方法呢？通过输出我们知道线程执行体是MyThread类中的run()方法。其实原因很简单，因为Thread类本身也是实现了Runnable接口，而run()方法最先是在Runnable接口中定义的方法。

public interface Runnable {

 public abstract void run();

}
我们看一下Thread类中对Runnable接口中run()方法的实现：

复制代码
　　@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
复制代码
也就是说，当执行到Thread类中的run()方法时，会首先判断target是否存在，存在则执行target中的run()方法，也就是实现了Runnable接口并重写了run()方法的类中的run()方法。但是上述给到的列子中，由于多态的存在，根本就没有执行到Thread类中的run()方法，而是直接先执行了运行时类型即MyThread类中的run()方法。

3.使用Callable和Future接口创建线程。具体是创建Callable接口的实现类，并实现clall()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象，且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程

public class ThreadTest4 {

    public static void main(String[] args) {

        Callable<Integer> myCallable = new MyCallable();    // 创建MyCallable对象
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask来包装MyCallable对象

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            if (i == 30) {
                Thread thread = new Thread(ft);   //FutureTask对象作为Thread对象的target创建新的线程
                thread.start();                      //线程进入到就绪状态
            }
        }

        System.out.println("主线程for循环执行完毕..");

        try {
            int sum = ft.get();            //取得新创建的新线程中的call()方法返回的结果
            System.out.println("sum = " + sum);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}


class MyCallable implements Callable<Integer> {
    private int i = 0;

    // 与run()方法不同的是，call()方法具有返回值
    @Override
    public Integer call() {
        int sum = 0;
        for (; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            sum += i;
        }
        return sum;
    }

}

于是，我们发现FutureTask类实际上是同时实现了Runnable和Future接口，由此才使得其具有Future和Runnable双重特性。通过Runnable特性，可以作为Thread对象的target，而Future特性，使得其可以取得新创建线程中的call()方法的返回值。

执行下此程序，我们发现sum = 4950永远都是最后输出的。而“主线程for循环执行完毕…”则很可能是在子线程循环中间输出。由CPU的线程调度机制，我们知道，“主线程for循环执行完毕…”的输出时机是没有任何问题的，那么为什么sum =4950会永远最后输出呢？

原因在于通过ft.get()方法获取子线程call()方法的返回值时，当子线程此方法还未执行完毕，ft.get()方法会一直阻塞，直到call()方法执行完毕才能取到返回值。

上述主要讲解了三种常见的线程创建方式，对于线程的启动而言，都是调用线程对象的start()方法，需要特别注意的是：不能对同一线程对象两次调用start()方法。