多线程

什么是线程
线程(thread)是一个程序内部的一条执行路径。我们之前启动程序执行后，main方法的执行其实就是一条单独的执行路径；程序中如果只有一条执行路径，那么这个程序就是单线程的程序。

多线程是什么
多线程是指从软硬件上实现多条执行流程的技术。

方式一：继承Thread类

Thread类
Java是通过java.lang.Thread 类来代表线程的。

实现流程

1.定义一个子类MyThread继承线程类java.lang.Thread，重写run()方法；
2.创建MyThread类的对象；
3.调用线程对象的start()方法启动线程（启动后还是执行run方法的）；

优缺点
优点：编码简单
缺点：存在单继承的局限性，线程类继承Thread后，不能继承其他类，不便于扩展。

示例代码

public class ThreadDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 3、new一个新线程对象
        Thread t = new MyThread();
        // 4、调用start方法启动线程（执行的还是run方法）
        t.start();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("主线程执行输出：" + i);
        }

    }
}

/**
   1、定义一个线程类继承Thread类
 */
class MyThread extends Thread{
    /**
       2、重写run方法，里面是定义线程以后要干啥
     */
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("子线程执行输出：" + i);
        }
    }
}
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方式二：实现Runnable接口

实现流程

1.定义一个线程任务类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法；
2.创建MyRunnable任务对象；
3.把MyRunnable任务对象交给Thread处理；
4.调用线程对象的start()方法启动线程；

Thread的构造器

优缺点
优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强；
缺点：编程多一层对象包装，如果线程有执行结果是不可以直接返回的；

示例代码

public class ThreadDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 3、创建一个任务对象
        Runnable target = new MyRunnable();
        // 4、把任务对象交给Thread处理
        Thread t = new Thread(target);
        // Thread t = new Thread(target, "1号");
        // 5、启动线程
        t.start();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("主线程执行输出：" + i);
        }
    }
}

/**
   1、定义一个线程任务类 实现Runnable接口
 */
class MyRunnable  implements Runnable {
    /**
       2、重写run方法，定义线程的执行任务的
     */
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("子线程执行输出：" + i);
        }
    }
}
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代码优化(匿名内部类形式)

1.可以创建Runnable的匿名内部类对象；
2.交给Thread处理；
3.调用线程对象的start()启动线程；

示例代码

public class ThreadDemo2Other {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable target = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println("子线程1执行输出：" + i);
                }
            }
        };
        Thread t = new Thread(target);
        t.start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println("子线程2执行输出：" + i);
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println("子线程3执行输出：" + i);
            }
        }).start();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("主线程执行输出：" + i);
        }
    }
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方式三：实现Callable、FutureTask接口

Callable接口为JDK 5.0新增接口。

方式一、二存在的问题

它们重写的run方法均不能直接返回结果，不适合需要返回线程执行结果的业务场景；

而通过方式三的Callable和FutureTask来实现多线程，可以得到线程执行的结果。

实现流程

1. 得到任务对象
   a.定义类实现Callable接口，重写call方法，封装要做的事情;
   b.用FutureTask把Callable对象封装成线程任务对象;
2. 把线程任务对象交给Thread处理;
3. 调用Thread的start方法启动线程，执行任务;
4. 线程执行完毕后、通过FutureTask的get方法去获取任务执行的结果;

FutureTask的API

方式三优缺点
优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强 ,可以在线程执行完毕后去获取线程执行的结果;
缺点：编码复杂一点;

代码示例

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 3、创建Callable任务对象
        Callable<String> call = new MyCallable(100);
        // 4、把Callable任务对象 交给 FutureTask 对象
        //  FutureTask对象的作用1： 是Runnable的对象（实现了Runnable接口），可以交给Thread了
        //  FutureTask对象的作用2： 可以在线程执行完毕之后通过调用其get方法得到线程执行完成的结果
        FutureTask<String> f1 = new FutureTask<>(call);
        // 5、交给线程处理
        Thread t1 = new Thread(f1);
        // 6、启动线程
        t1.start();


        Callable<String> call2 = new MyCallable(200);
        FutureTask<String> f2 = new FutureTask<>(call2);
        Thread t2 = new Thread(f2);
        t2.start();

        try {
            // 如果f1任务没有执行完毕，这里的代码会等待，直到线程1跑完才提取结果。
            String rs1 = f1.get();
            System.out.println("第一个结果：" + rs1);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            // 如果f2任务没有执行完毕，这里的代码会等待，直到线程2跑完才提取结果。
            String rs2 = f2.get();
            System.out.println("第二个结果：" + rs2);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

/**
    1、定义一个任务类 实现Callable接口  应该申明线程任务执行完毕后的结果的数据类型
 */
class MyCallable implements Callable<String>{
    private int n;
    public MyCallable(int n) {
        this.n = n;
    }

    /**
       2、重写call方法（任务方法）
     */
    @Override
    public String call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= n ; i++) {
            sum += i;
        }
        return "子线程执行的结果是：" + sum;
    }
}
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总结