用java編寫多執行緒程式碼的4種方法

在本文中，我們比較了幾種用Java編寫多執行緒程式碼的選項，這樣您就可以更好地判斷下一個Java專案使用哪種選項。...

多線程是一種編寫代碼以並行執行任務的方法。從Java1.0的早期開始，Java就對編寫多線程代碼提供了極好的支持。最近對Java的增強增加了在Java程序中構建多線程代碼的方式。

在本文中，我們比較了其中的幾個選項，以便您可以更好地判斷下一個Java項目使用哪個選項。

方法1：擴展線程類

Java提供了一個線程類，可以擴展該類來實現run（）方法。這個run（）方法是實現任務的地方。當您想在自己的線程中啟動任務時，可以創建此類的實例並調用其start（）方法。這將啟動線程執行並運行到完成（或在異常中終止）。

下面是一個簡單的Thread類，它只在指定的時間間隔內休眠，以此來模擬長時間運行的操作。

public class MyThread extends Thread{ private int sleepFor; public MyThread(int sleepFor) { this.sleepFor = sleepFor; } @Override public void run() { System.out.printf("[%s] thread starting", Thread.currentThread().toString()); try { Thread.sleep(this.sleepFor); } catch(InterruptedException ex) {} System.out.printf("[%s] thread ending", Thread.currentThread().toString()); }}

通過給線程類提供睡眠的毫秒數來創建該線程類的實例。

MyThread worker = new MyThread(sleepFor);

通過調用它的start（）方法啟動這個工作線程的執行。此方法立即將控制權返回給調用方，而不等待線程終止。

worker.start();System.out.printf("[%s] main thread", Thread.currentThread().toString());

下面是運行這個代碼的輸出。它指示在工作線程執行之前打印主線程診斷。

[Thread[main,5,main]] main thread[Thread[Thread-0,5,main]] thread starting[Thread[Thread-0,5,main]] thread ending

因為在啟動工作線程之後沒有更多的語句，所以主線程在程序退出之前等待工作線程完成。這允許工作線程完成其任務。

方法2：使用具有runnable的線程實例

Java還提供了一個名為Runnable的接口，它可以由一個worker類實現，以在其run（）方法中執行任務。這是創建worker類的另一種方法，而不是擴展Thread類（如上所述）。

下面是worker類的實現，它現在實現Runnable而不是擴展Thread。

public class MyThread2 implements Runnable { // same as above}

實現Runnable接口而不是擴展Thread類的優點是，worker類現在可以在類層次結構中擴展特定於域的類。

這是什麼意思？

例如，我們假設您有一個水果類，它實現水果的某些泛型特徵。現在您要實現一個專門處理某些水果特性的木瓜類。你可以通過讓木瓜類擴展水果類來做到這一點。

public class Fruit { // fruit specifics here}public class Papaya extends Fruit { // override behavior specific to papaya here}

現在假設您有一些Papaya需要支持的耗時任務，可以在單獨的線程中執行。這種情況可以通過讓Papaya類實現Runnable並提供執行此任務的run（）方法來處理。

public class Papaya extends Fruit implements Runnable { // override behavior specific to papaya here @Override public void run() { // time c***uming task here. }}

要啟動工作線程，需要創建工作類的實例，並在創建時將其交給線程實例。當線程的start（）方法被調用時，任務在一個單獨的線程中執行。

Papaya papaya = new Papaya();// set properties and invoke papaya methods here.Thread thread = new Thread(papaya);thread.start();

這是如何使用Runnable來實現在線程中執行的任務的簡要總結。

方法3：使用executorservice執行runnable

從版本1.5開始，Java提供了ExecutorService，作為在程序中創建和管理線程的新範例。它通過抽象線程的創建來概括線程執行的概念。

這是因為您可以在線程池中運行任務，就像為每個任務使用單獨的線程一樣簡單。這允許您的程序跟蹤和管理有多少線程用於輔助任務。

假設有100個輔助任務等待執行。如果您為每個worker啟動一個線程（如上所示），那麼您的程序中將有100個線程，這可能會導致程序中其他地方出現瓶頸。相反，如果使用預先分配了10個線程的線程池，那麼100個任務將由這些線程一個接一個地執行，這樣程序就不會缺少資源。此外，可以配置這些線程池線程，以便它們掛起為您執行其他任務。

ExecutorService接受可運行的任務（如上所述），並在適當的時間運行該任務。接受可運行任務的submit（）方法返回一個名為Future的類的實例，該類允許調用方跟蹤任務的狀態。特別是，get（）方法允許調用方等待任務完成（並提供返回代碼，如果有的話）。

在下面的示例中，我們使用靜態方法newSingleThreadExecutor（）創建一個ExecutorService，正如名稱所示，它創建一個用於執行任務的線程。如果在一個任務運行時提交了多個任務，ExecutorService會將這些任務排隊等待後續執行。

我們在這裡使用的可運行實現與上面描述的相同。

ExecutorService esvc = Executors.newSingleThreadExecutor();Runnable worker = new MyThread2(sleepFor);Future<?> future = esvc.submit(worker);System.out.printf("[%s] main thread", Thread.currentThread().toString());future.get();esvc.shutdown();

請注意，當不再需要進一步提交任務時，必須正確關閉ExecutorService。

方法4：與executorservice一起使用的可調用

從版本1.5開始，Java引入了一個名為Callable的新接口。它類似於舊的Runnable接口，不同之處在於執行方法（調用call（）而不是run（））可以返回一個值。此外，它還可以聲明可以拋出異常。

ExecutorService還可以接受實現為可調用的任務，並使用方法在完成時返回的值返回Future。

下面是一個示例Mango類，它擴展了前面定義的Fruit類並實現了可調用接口。在call（）方法中執行一項昂貴且耗時的任務。

public class Mango extends Fruit implements Callable { public Integer call() { // expensive computation here return new Integer(0); }}

下面是將類的實例提交給ExecutorService的代碼。下面的代碼還將等待任務完成並打印其返回值。

ExecutorService esvc = Executors.newSingleThreadExecutor();MyCallable worker = new MyCallable(sleepFor);Future future = esvc.submit(worker);System.out.printf("[%s] main thread", Thread.currentThread().toString());System.out.println("Task returned: " + future.get());esvc.shutdown();

你喜歡什麼？

在本文中，我們學習了一些用Java編寫多線程代碼的方法。其中包括：

擴展Thread類是最基本的，Java1.0提供了它。
如果有一個類必須擴展類層次結構中的其他類，那麼可以實現Runnable接口。
創建線程的一個更現代的工具是ExecutorService，它可以接受一個可運行實例作為要運行的任務。此方法的優點是可以使用線程池執行任務。線程池通過重用線程來幫助節約資源。
最後，還可以通過實現可調用接口並將任務提交給ExecutorService來創建任務。

你認為在你的下一個項目中你會使用這些選項中的哪一個？請在下面的評論中告訴我們。