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Java 中的多线程实现方式

Java 中的多线程实现方式

Java 提供了多种实现多线程的方式,以下是主要的实现方法及其特点:

一、基础实现方式

1. 继承 Thread 类

class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程执行: " + Thread.currentThread().getName());}
}// 使用
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();  // 启动线程

特点

  • 简单直接
  • 由于Java单继承限制,扩展性较差
  • 线程与任务耦合

2. 实现 Runnable 接口

class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程执行: " + Thread.currentThread().getName());}
}// 使用
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
thread.start();

特点

  • 推荐使用方式
  • 实现接口,避免单继承限制
  • 线程与任务解耦
  • 便于线程池管理

3. 实现 Callable 接口

class MyCallable implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {return "Callable执行结果: " + Thread.currentThread().getName();}
}// 使用
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<String> future = executor.submit(new MyCallable());
System.out.println(future.get());  // 获取返回值
executor.shutdown();

特点

  • 可以返回结果
  • 可以抛出异常
  • 通常与ExecutorService配合使用

二、线程池实现方式

1. 使用 Executor 框架

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
executor.execute(() -> {System.out.println("线程池执行任务");
});
executor.shutdown();

2. 常用线程池类型

  • FixedThreadPool:固定大小线程池
  • CachedThreadPool:可缓存线程池
  • SingleThreadExecutor:单线程池
  • ScheduledThreadPool:定时任务线程池
  • WorkStealingPool (Java 8+):工作窃取线程池

三、高级并发工具

1. Future 和 FutureTask

FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(() -> {return "FutureTask结果";
});
new Thread(futureTask).start();
System.out.println(futureTask.get());

2. CompletableFuture (Java 8+)

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello").thenApply(s -> s + " World").thenAccept(System.out::println);

3. Fork/Join 框架

class MyTask extends RecursiveTask<Integer> {@Overrideprotected Integer compute() {// 任务拆分和合并逻辑return 100;}
}ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
Integer result = pool.invoke(new MyTask());

四、并发集合

Java提供了一系列线程安全的集合类:

  • ConcurrentHashMap
  • CopyOnWriteArrayList
  • BlockingQueue 及其实现类 (ArrayBlockingQueue, LinkedBlockingQueue)
  • ConcurrentLinkedQueue

五、同步机制

1. 基本同步

  • synchronized 关键字
  • volatile 关键字

2. Lock 接口及其实现

  • ReentrantLock
  • ReentrantReadWriteLock
  • StampedLock (Java 8+)

3. 其他同步工具

  • CountDownLatch
  • CyclicBarrier
  • Semaphore
  • Phaser (Java 7+)
  • Exchanger

六、异步编程

1. 回调机制

interface Callback {void onComplete(String result);
}class AsyncTask {void execute(Callback callback) {new Thread(() -> {String result = "处理结果";callback.onComplete(result);}).start();}
}

2. Reactor 模式

(通过第三方库如Netty、Vert.x等实现)

七、选择建议

  1. 简单任务:实现Runnable接口或使用lambda表达式
  2. 需要返回值:使用Callable+Future或CompletableFuture
  3. 高并发场景:使用线程池管理
  4. 并行计算:考虑Fork/Join框架
  5. 异步编程:Java 8+推荐使用CompletableFuture
  6. 定时任务:使用ScheduledExecutorService

八、最佳实践

  1. 优先使用线程池而非直接创建线程
  2. 合理设置线程池大小
  3. 注意资源共享的线程安全问题
  4. 使用更高级的并发工具替代低级的wait/notify
  5. 考虑使用不可变对象减少同步需求
  6. 注意死锁、活锁和线程饥饿问题

Java的多线程实现方式随着版本演进不断丰富,从Java 5的并发工具包到Java 8的CompletableFuture和并行流,开发者可以根据具体需求选择最适合的实现方式。

http://www.dtcms.com/a/273360.html

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