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【Java】多线程_创建线程的四种方式

news 来源：原创 2025/5/27 6:47:05

在 Java 中，实现多线程编程是常见的开发任务。Java 提供了多种方式来创建和管理线程，满足不同场景下的需求。本文将详细介绍 Java 中创建线程的四种常见方式，包括：

继承 Thread 类
实现 Runnable 接口
实现 Callable 接口 + Future 获取返回值
使用线程池（ExecutorService）

1.继承`Tread`类（基础）

步骤：

定义一个子类继承 Thread，并重写 run() 方法。
创建该子类的实例，调用 start() 方法启动线程。

class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程执行：" + Thread.currentThread().getName());}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Thread t = new MyThread();t.start();  // 启动线程（不是 run()）}
}

原理：

Thread 类本身实现了 Runnable 接口，其 run() 方法是线程执行的入口。
调用 start() 方法会触发 JVM 创建一个新的操作系统级线程，并自动调用 run() 方法。

优点：简单直接，适合快速实现简单的多线程任务。

缺点：

Java 不支持多继承，若子类已经继承了其他类，则无法再继承 Thread。
线程逻辑与线程对象绑定，扩展性差。

2.实现`Runnable`接口（常用）

步骤：

定义一个类实现 Runnable 接口，并实现 run() 方法。
创建该类的实例，作为参数传递给 Thread 的构造函数。
调用 Thread 实例的 start() 方法启动线程。

class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程执行：" + Thread.currentThread().getName());}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(new MyRunnable());t.start();}
}

原理：通过 new Thread(runnable) 创建新线程，本质仍是调用 Runnable 的 run()。

优点：

任务逻辑（Runnable）与线程管理（Thread）分离，符合单一职责原则。
多个线程可以共享同一个 Runnable 实例，便于资源共享。

缺点：

无返回值：run() 方法无法返回计算结果。
异常处理受限：run() 不能抛出受检异常（子类重写方法时，不能抛出比父类更宽的受检异常），需自行捕获处理。

3.实现 `Callable` 接口 + `FutureTask`（有返回值）

步骤：

定义一个类实现 Callable<T> 接口，并实现 call() 方法（可返回结果和抛出异常）。
用 FutureTask 包装 Callable 实例。
将 FutureTask 作为参数传递给 Thread 的构造函数，启动线程。
通过 FutureTask.get() 获取异步计算结果（阻塞直到任务完成）。

class MyCallable implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() {return 42;  // 可以有返回值}
}public class Test {public static void main(String[] args) throws Exception {FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(new MyCallable());Thread t = new Thread(task);t.start();// 阻塞等待结果Integer result = task.get();System.out.println("返回值：" + result);}
}

原理：

FutureTask 实现了 RunnableFuture（继承 Runnable 和 Future），封装了 Callable。
调用 start() 时，Thread 执行 FutureTask.run()，内部调用 Callable.call() 并存储结果。
FutureTask.get() 用于获取线程执行结果（阻塞等待）。

优点：可以返回执行结果，支持异常处理。

缺点：

复杂性高：需配合 FutureTask 或线程池使用，代码复杂度增加。
阻塞风险：Future.get() 会阻塞当前线程，需合理设计超时机制。

4.使用线程池（`Executor` 框架）

1.如何创建线程池对象:用具类-> Executors
2.获取线程池对象:Executors中的静态方法:static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)  a.参数:指定线程池中最多创建的线程对象条数b.返回值ExecutorService 是线程池,用来管理线程对象3.执行线程任务: ExecutorService中的方法Future<?> submit(Runnable task) 提交一个Runnable任务用于执行 Future<T> submit(Callable<T> task) 提交一个Callable任务用于执行 4.submit方法的返回值:Future接口用于接收run方法或者call方法返回值的,但是run方法没有返回值,所以可以不用Future接收,执行call方法需要用Future接收Future中有一个方法:V get()  用于获取call方法返回值5. ExecutorService中的方法:void shutdown()  启动有序关闭，其中先前提交的任务将被执行，但不会接受任何新任务

// 创建线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);// 提交Runnable任务
executor.execute(() -> System.out.println("线程池执行Runnable"));// 提交Callable任务并获取Future
Future<String> future = executor.submit(() -> "线程池执行Callable");
String result = future.get();
System.out.println(result);// 关闭线程池
executor.shutdown();

原理：

线程复用：通过维护一组核心线程（corePoolSize），避免频繁创建和销毁线程的开销。
任务队列：当线程数达到核心线程数时，新任务进入阻塞队列（如 LinkedBlockingQueue）。
动态扩容：若队列满且线程数未达最大线程数（maximumPoolSize），创建新线程处理任务。
拒绝策略：当线程数达上限且队列满时，触发拒绝策略（如丢弃任务或抛出异常）。
任务提交：
- execute(Runnable)：提交无返回值的任务。
- submit(Callable)：提交有返回值的任务，返回 Future 对象。

优点：

复用线程，减少创建/销毁线程的开销。
通过队列和最大线程数限制并发量，防止资源耗尽。
支持任务调度、监控、统计等功能。

缺点：

配置复杂：需合理设置核心线程数、队列类型、拒绝策略等参数。
潜在风险：不关闭线程池可能导致资源泄漏（需显式调用 shutdown()）。

5.总结对比

特性	继承`Thread`	实现`Runnable`	实现`Callable`	线程池
返回值	❌ 不支持	❌ 不支持	✅ 支持	✅ 支持
异常处理	❌ 需自行捕获	❌ 需自行捕获	✅ 可抛出受检异常	✅ 支持
资源共享	❌ 实例隔离	✅ 可共享同一实例	✅ 可共享同一实例	✅ 通过队列共享
任务取消	❌ 仅支持中断	❌ 仅支持中断	✅ 支持`Future.cancel`	✅ 支持
扩展性	❌ 受单继承限制	✅ 高	✅ 高	✅ 极高（可配置参数）
任务与线程关系	强耦合（线程即任务）	解耦（任务独立）	解耦（任务独立）	完全解耦
线程管理方式	手动创建/销毁	手动管理	手动或线程池管理	线程池统一管理
资源开销	高（频繁创建/销毁）	中等	中等	低（线程复用）
线程启动方式	JVM本地方法`start0()`	包装为`Thread`执行	包装为`FutureTask`执行	线程池Worker循环执行
状态管理	简单生命周期状态	同`Thread`	`FutureTask`状态机	复杂的状态控制体系
创建开销	每次new Thread高开销	复用Runnable实例	需包装FutureTask	一次创建长期使用
内存泄漏风险	高（线程未及时回收）	中等	中等	低（需正确关闭）
并发控制能力	❌ 需手动同步	✅ 需同步控制	✅ 需同步控制	✅ 内置队列管理
OOM风险	高（无节制创建线程）	中等	中等	可控（有界队列配置）
简单独立任务	✅ 适合	✅ 适合	❌ 过度设计	❌ 资源浪费
资源共享任务	❌ 不适合	✅ 最佳	✅ 适合	✅ 适合
异步结果获取	❌ 不支持	❌ 不支持	✅ 必须选择	✅ 推荐
高并发请求处理	❌ 绝对禁止	❌ 不推荐	❌ 不推荐	✅ 唯一选择
定时/延迟任务	❌ 不支持	❌ 不支持	❌ 不支持	✅ 必须选择