线程创建的三种方式和线程池创建的四种方式

1.1线程创建的方式

java创建线程的三种方式：

继承Thread类创建线程类
实现Runnable接口
通过Callable和Future创建线程

1.2创建线程

1.2.1继承Thread类

（1）创建Thread类的子类，并重写该类的run方法，该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。

（2）创建了Thread子类的实例，即创建了线程对象。

（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。

package com.thread;

public class Thread01 {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread01 t1=new MyThread01();
        MyThread01 t2=new MyThread01();
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class MyThread01 extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程名："+currentThread().getName());
    }
}

1.2.2实现Runnable接口

（1）定义runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

（2）创建 Runnable实现类的实例，并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。

（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。

线程的执行流程很简单，当执行代码start()时，就会执行对象中重写的void run()方法，该方法执行完成后，线程就消亡了。

package com.thread;

public class Thread02 {

    public static void main(String[] args) {

        MyThread02 target=new MyThread02();

        Thread t1=new Thread(target);
        Thread t2=new Thread(target);

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class MyThread02 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程名："+Thread.currentThread().getName());
    }
}

1.2.3实现Callable接口

（1）创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值。

（2）创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。

（3）使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。

（4）调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值

package com.thread;

import java.util.concurrent.*;

public class Thread03 {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
        Callable callable=new MyThread03();
        FutureTask task1=new FutureTask(callable);
        FutureTask task2=new FutureTask(callable);
        new Thread(task1).start();
        new Thread(task2).start();
        Thread.sleep(10);//等待线程执行结束

        //task.get() 获取call()的返回值。若调用时call()方法未返回，则阻塞线程等待返回值
        System.out.println(task1.get());
        System.out.println(task2.get());

        //get的传入参数为等待时间，超时抛出超时异常；传入参数为空时，则不设超时，一直等待
        System.out.println(task1.get(10L, TimeUnit.MILLISECONDS));
        System.out.println(task2.get(10L, TimeUnit.MILLISECONDS));
    }
}

class MyThread03 implements Callable{

    @Override
    public Object call() throws Exception {
        System.out.println("线程名："+Thread.currentThread().getName());
        return "实现callable:"+Thread.currentThread().getName();
    }
}

1.2.4三种方式的对比

采用继承Thread类方式：

（1）优点：编写简单，如果需要访问当前线程，无需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this，即可获得当前线程。
（2）缺点：因为线程类已经继承了Thread类，所以不能再继承其他的父类。

采用实现Runnable接口方式：

（1）优点：线程类只是实现了Runable接口，还可以继承其他的类。在这种方式下，可以多个线程共享同一个目标对象，所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况，从而可以将CPU代码和数据分开，形成清晰的模型，较好地体现了面向对象的思想。
（2）缺点：编程稍微复杂，如果需要访问当前线程，必须使用Thread.currentThread()方法。

Runnable和Callable的区别：

(1)Callable规定的方法是call(),Runnable规定的方法是run().
(2)Callable的任务执行后可返回值，而Runnable的任务是不能返回值得
(3)call方法可以抛出异常，run方法不可以，因为run方法本身没有抛出异常，所以自定义的线程类在重写run的时候也无法抛出异常
(4)运行Callable任务可以拿到一个Future对象，表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并检索计算的结果。通过Future对象可以了解任务执行情况，可取消任务的执行，还可获取执行结果。

1.2.5start（）和run（）的区别

start()方法用来，开启线程，但是线程开启后并没有立即执行，他需要获取cpu的执行权才可以执行

run()方法是由jvm创建完本地操作系统级线程后回调的方法，不可以手动调用（否则就是普通方法）

2.创建线程池的四种方式

（1）newCachedThreadPool 创建一个可缓存的线程池，如果线程池长度超过处理需求，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

（2）newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待

（3）newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行

（4）newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序（FIFO，LIFO，优先级）执行

线程池的优点：

（1）重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。

（2）可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。

（3）提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

使用newThread的弊端

每次new Thread新建对象性能差。
线程缺乏统一管理，可能无限制新建线程，相互之间竞争，及可能占用过多系统资源导致死机或oom（out of memory）。
缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。

2.1使用newCachedThreadPool

创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

package com.thread;

import sun.rmi.runtime.Log;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool= Executors.newCachedThreadPool();
        for(int i=0;i<20;i++){
            final int index=i;
            try {
                Thread.sleep(index*100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("此线程名："+Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}

线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。

2.2 newFixedThreadPool

需要指定线程池的大小，创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

package com.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolDemo02 {

    public static void main(String[] args) {

        ExecutorService fixedThreadPool= Executors.newFixedThreadPool(3);
        for(int i=0;i<10;i++){
            final int index=i;

            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("线程名："+Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}

因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。

2.3newScheduledThreadPool

创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下：

延迟3秒执行

package com.thread;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolDemo03 {

    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(5);
        scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程名："+Thread.currentThread().getName());
            }
        },3, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

定期执行：

表示延迟1秒后每3秒执行一次。

ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更强大

package com.thread;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolDemo03_2 {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(5);
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程名："+Thread.currentThread().getName());
            }
        },1,3, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

2.4newSingleThreadExecutor

创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码如下：

package com.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService singleThreadExecutor= Executors.newSingleThreadExecutor();
        for(int i=0;i<10;i++){
            singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("线程名："+Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}

结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。

线程池的作用：

线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。

根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量，其他线程排队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时，如果线程池中有等待的工作线程，就可以开始运行了；否则进入等待队列。

为什么要用线程池:

1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。

2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

Java里面线程池的顶级接口是Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。

比较重要的几个类：

ExecutorService：真正的线程池接口。

ScheduledExecutorService：能和Timer/TimerTask类似，解决那些需要任务重复执行的问题。

ThreadPoolExecutor： ExecutorService的默认实现。

ScheduledThreadPoolExecutor：继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。

要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在Executors类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。