Java多线程实现的三种方式
对于所有语言来说，多线程的编程是绝不可少的。同样的Java语言也包含了多线程的开发。首先，我们先来了解一下Java语言的多线程实现方式。
一、Java 多线程实现方式
java中实现多线程的方式有三种，接下来我将会逐个进行介绍。
1.继承Thread类
继承Thread类是Java中比较常见，也是很基础的一种实现Java多线程的方式。实现的方式也比较简单，只要将需要实现多线程的Java类继承java.lang.Thread类即可。
class MyThread extends Thread{
private String name;
public MyThread(String name){
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
Thread.currentThread().setName(name);
System.out.println("I am Thread :" +name);
}
}
如上代码片段则是通过继承Thread类实现多线程的方式之一。那么多线程该如何调用呢？请接着阅读下边的代码。
public class threadLearn {
public static void main(String[] args) {
//实例化继承了Thread的类
MyThread thread1 = new MyThread("Thread1");
//通过从Thread类中所继承的start()方法启动线程；
thread1.start();
}
}
运行上边的代码，可以得到结果：
到这里，一个简单的线程已经被启动了。下边我们接着介绍另外两种多线程的实现方式。
2.实现Runable接口
接下来请看这样一种场景，DogRobot是一个用来看门的Dog，现在需要多个Dog分别把守不同的位置，但DogRobot一定要继承Robot父类，此时应该如何实现多线程呢？
在这种场景下，可以通过实现Runable接口的方式来实现一个类的多线程。
我们知道，在Java中，类的继承是单一的，即一个子类仅可以继承一个父类（一个儿子只有一个爹，符合自然规律），但可以实现多个接口。那么，通过Runable接口来实现多线程的好处自然不言而喻。
接下来看一下实现方式：
public class threadLearn {
public static void main(String[] args) {
//实例化继承了Thread的类
MyThread thread1 = new MyThread("Thread1");
//通过从Thread类中所继承的start()方法启动线程；
thread1.start();
/*
* 实现Runnable的类，需要将其放在一个Thread实例对象中，
* 由Thread实例对象进行线程的启动及控制。
*/
Thread threadDog = new Thread(new DogRobot("kiki"));
threadDog.start();
}
}
class DogRobot extends Robot implements Runnable{
private String name;
public DogRobot(String name){
super(name);
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
Thread.currentThread().setName(name);
System.out.println("I am DogRobot :" +name);
}
}
class Robot {
private String Name;
public Robot(String name)
{
this.Name = name;
}
}
下边接着讲解第三种多线程的实现方式。
3. 使用Executor框架实现多线程
在介绍Excutor实现多线程之前，我们先来学习另外一种多线程的实现方式，即继承Callable接口实现多线程的方式。
首先我们来看一下Callable的接口：
可以看到，Callable的接口只有一个方法，那么我们在实现这个接口的时候也仅需要实现这个方法即可。
/*
* Callable接口实现多线程Demo
*/
class MyCallable<V> implements Callable<V>
{
@Override
public V call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("I am Callable thread : "+Thread.currentThread().getName());
return null;
}
}
如何调用这个线程，使其执行任务呢？那么，是需要通过FutureTask<V>这个类的实例去调度，我们首先来看一下FutureTask类的结构：
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
这是FutureTask的实现方式，我们可以看到FutrueTask是实现了RunnableFuture的方法，那么RunnableFuture又是做什么的呢？我们接着跟进去看看结构：
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
/**
* Sets this Future to the result of its computation
* unless it has been cancelled.
*/
void run();
}
以上您所看到的，正是RunnableFuture接口的结构，我们可以看到，这个接口，是继承了Runnable接口，和Future接口的一个接口，至于Future接口是什么，我们后续会讲到。
如果您看到了Runnable接口，那么我想应该已经明了了，实现了Runnable接口的类，可以通过Thread实例对象来驱动，从而运行一个独立的线程。这是我们前边所讲到的。
到这里，还有一个问题，FutureTask和Callable接口有什么关系呢？
那么我们接着看FutureTask的构造方法：
/**
* Creates a {@code FutureTask} that will, upon running, execute the
* given {@code Callable}.
*
* @param callable the callable task
* @throws NullPointerException if the callable is null
*/
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}
可以看到，FutureTask的构造方法之一所需要的参数，就是Callable的实例对象。为什么说之一呢，因为还有一个构造方法，是通过Runnable接口实现的，如何实现的呢：
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
this.callable = Executors.callable(runnable, result);
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}
其实我们继续跟入进去可以发现，其实这个方法本质上还是生成了一个Callable的对象，最后赋予自己内部的this.callable；感兴趣的同学可以自己试一试这种方式。
回到我们的话题，继续实现调用：
public static void main(String[] args) {
/*
* 使用Callable来创建线程
*/
Callable <Integer> aCallable = new MyCallable<Integer>();
FutureTask<Integer> aTask = new FutureTask<Integer>(aCallable);
Thread aThread = new Thread(aTask);
aThread.start();
}
我们运行一下程序，可以看到，运行的结果如下图所示：
到这里，一个通过Callable实现的接口便是成功了。
那么这里会有一个问题，按照这样的实现方式，那和Runnable接口有什么区别？？？
其实我们应该注意到了，Callable接口里的call方法，是一个有返回值的方法；
且FutureTask类的实现方式中，针对Runnable的实现方式，也是携带有一个参数result，由result和Runnable实例去合并成一个Callable的实例。
小本本拿出来划重点了。
实现了Callable接口的线程，是具有返回值的。而对于一些对线程要求有返回值的场景，是非常适用的。
接下来，我们就看一下，如何获通过Callable接口获取线程的返回值。
获取Callable接口的返回值，需要使用Future接口的实例化对象通过get的方式获取出来。
Mark -- 2018 04 24
今天接着学习多线程。昨天说到通过实现Callable接口实现多线程，今天我们来看如何通过Callable线程获取到线程的返回值。
首先我们先来认识几个接口及一个工厂类
ExecutorService 接口
public interface ExecutorService extends Executor
ExecutorService接口是实现线程池经常使用的接口。通常我们使用的线程池、定时任务线程池都是他的实现类。
Executors工厂类
public class Executors
Executors是一个工厂类，通过调用工厂类的方法，可以返回各种线程池的实现类。比如我们接下来要用到的：
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
我们可以看到，返回值的类型是一个ExecutorService 而实际上返回的返回值，则是一个ThreadPoolExecutor ，我们接着跟进去看下ThreadPoolExecutor是什么：
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService
到这里，我们可以看到，ThreadPoolExecutor是一个继承了AbstractExecutorService 的实现类。
这个线程池类里定义了各种我们需要对线程池进行操作的方法。后续有时间我们再研究一下源码。
有了上述的这些基本了解，我们则可以进行线程池的创建：
int taskSize = 5;
ExecutorService exPool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
如上边这样的代码，我们就可以创建一个具有5个线程容量的线程池。
那么如何将Callabe接口添加到线程池中运行呢？
ExcutorService提供了一个方法供我们调用：
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
我们看到，这个submit方法也只是接口里定义的一个方法，那么他的实现方法是什么呢，我们代码里跟一下：
可以看到，有很多个实现的方法，那么，我们这里调用的是哪一个呢？
很显然，我们调用的是AbstractExecutorService中的实现方法。因为用来调用submit的实例对象实际上正是ThreadPoolExecutor，刚才我们也提到了，ThreadPoolExecutor是继承了AbstractExcutorService的。
那么结果应该相当的明显了吧。
/**
* @throws RejectedExecutionException {@inheritDoc}
* @throws NullPointerException {@inheritDoc}
*/
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
execute(ftask);
return ftask;
}
看到这里是不是觉得有一丝丝的熟悉，正如我们第三小节所提到的 RunnableFuture ，从本质上，我们还是返回了一个RunnableFuture类型的实例。因此，我们可以通过该实例获取到线程的返回值。
那么接下来，我们写一个小demo来实践一下，通过ExcutorService来加载Callable接口实现多线程，并且得到返回值。
首先，我们来写一个Callable接口的实现类
/*
* Callable接口实现多线程Demo
*/
class MyCallable implements Callable<Object>
{
private int task_id;
MyCallable(int task_id)
{
this.task_id = task_id;
}
@Override
public Object call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("I am Callable thread : "+Thread.currentThread().getName());
Random rd = new Random();
int leng = rd.nextInt(9)+1;
int sum = 0 ;
for(int i = 0 ; i <= leng ; i++ )
{
Thread.sleep(1000);
sum += i;
}
System.out.println("I am Callable thread : "+Thread.currentThread().getName()
+"Thread name is : ["+this.task_id+"]"
+" I worked done at ["+new Date().getTime()+"]"
+" Random Num = "+leng
);
return "The task ["+this.task_id+"] get result :【 "+ sum +" 】";
}
}
这个线程会返回1-10以内的随机数的自增合。我们来通过线程池调度一下：
/*
*使用Excutor来执行线程，并获取返回值
*/
int taskSize = 5;
ExecutorService exPool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
//使用Future来获取线程的结果
List<Future> list = new ArrayList<Future>();
for (int i = 0; i < taskSize; i++) {
Callable c = new MyCallable(i);
// 执行任务并获取Future对象
Future f = exPool.submit(c);
list.add(f);
}
exPool.shutdown();
System.out.println("The time we shutDown The Executor Pool : 【"+new Date().getTime()+"】");
for (Future f : list) {
// 从Future对象上获取任务的返回值，并输出到控制台
try {
System.out.println(">>>" + f.get().toString());
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
我们创建了一个List用来存放每个线程的执行结果。
shutdown()方法并不是终止线程池，而是在执行shutdown()方法之后，线程池则不会再接收新加入的线程。
我们运行一下 ，下边的是运行的结果：
从这个结果上，我们可以看到，线程4抽到的随机数是1,那么他执行的时间是最短的，只sleep 1S, 其他的线程2/3/1分别sleep了3/4/7S，线程5Sleep了9S，有意思的事情发生了。
我们这条长长的输出实在线程执行完自己的计算之后输出的，还没有返回值，此时其他的几个线程的输出结果已经答应出来了，线程5在执行完毕之后，主线程才打印出了线程5的结果。
到这里，关于Java线程的创建就告一段落。随后我们将会继续深入学习Java线程以及线程池的知识。
