Java面試試題—Java是如何實現多線程的?

Java面試試題—Java是如何實現多線程的?

前言

  在學習完Java開發的小夥伴們去企業面試的時候,經常會遇到筆試,而其中Java如何實現多線程類的試題又是最多的,在這裏小編給大家就這個問題給大家詳細解析一下。

正文

  方法一:繼承 Thread 類,覆蓋方法 run()
我們在創建的 Thread 類的子類中重寫 run() ,加入線程所要執行的代碼即可。
  下面是一個例子:

public class MyThread extends Thread
  {
   int count= 1, number;
   public MyThread(int num)
   {
    number = num;
    System.out.println
    ("創建線程 " + number);
   }
   public void run() {
    while(true) {
     System.out.println
      ("線程 " + number + ":計數 " + count);
     if(++count== 6) return;
    }
  }
  public static void main(String args[])
  {
   for(int i = 0;i 〈 5; i++) new MyThread(i+1).start();
  }
 }

  這種方法簡單明瞭,符合大家的習慣,但是,它也有一個很大的缺點,那就是如果我們的類已經從一個類繼承(如小程序必須繼承自 Applet 類),則無法再繼承 Thread 類,這時如果我們又不想建立一個新的類,應該怎麼辦呢?
  我們不妨來探索一種新的方法:我們不創建Thread類的子類,而是直接使用它,那麼我們只能將我們的方法作爲參數傳遞給 Thread 類的實例,有點類似回調函數。但是 Java 沒有指針,我們只能傳遞一個包含這個方法的類的實例。
  那麼如何限制這個類必須包含這一方法呢?當然是使用接口!(雖然抽象類也可滿足,但是需要繼承,而我們之所以要採用這種新方法,不就是爲了避免繼承帶來的限制嗎?)
  Java 提供了接口 java.lang.Runnable 來支持這種方法。
  方法二:實現 Runnable 接口
  Runnable接口只有一個方法run(),我們聲明自己的類實現Runnable接口並提供這一方法,將我們的線程代碼寫入其中,就完成了這一部分的任務。但是Runnable接口並沒有任何對線程的支持,我們還必須創建Thread類的實例,這一點通過Thread類的構造函數 public Thread(Runnable target);來實現。下面是一個例子:

public class MyThread implements Runnable
  {
   int count= 1, number;
   public MyThread(int num)
   {
    number = num;
    System.out.println("創建線程 " + number);
   }
   public void run()
   {
    while(true)
    {
     System.out.println
     ("線程 " + number + ":計數 " + count);
     if(++count== 6) return;
    }
   }
   public static void main(String args[])
   {
    for(int i = 0; i 〈 5;i++) new Thread(new MyThread(i+1)).start();
   }
  }
  嚴格地說,創建Thread子類的實例也是可行的,但是必須注意的是,該子類必須沒有覆蓋 Thread類的 run 方法,否則該線程執行的將是子類的 run 方法,而不是我們用以實現Runnable 接口的類的 run 方法,對此大家不妨試驗一下。
  使用 Runnable 接口來實現多線程使得我們能夠在一個類中包容所有的代碼,有利於封裝,它的缺點在於,我們只能使用一套代碼,若想創建多個線程並使各個線程執行不同的代碼,則仍必須額外創建類,如果這樣的話,在大多數情況下也許還不如直接用多個類分別繼承 Thread 來得緊湊。
  3、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多線程
  ExecutorService、Callable、Future這個對象實際上都是屬於Executor框架中的功能類。想要詳細瞭解Executor框架的可以訪問http://www.javaeye.com/topic/366591 ,這裏面對該框架做了很詳細的解釋。返回結果的線程是在JDK1.5中引入的新特徵,確實很實用,有了這種特徵我就不需要再爲了得到返回值而大費周折了,而且即便實現了也可能漏洞百出。
  可返回值的任務必須實現Callable接口,類似的,無返回值的任務必須Runnable接口。執行Callable任務後,可以獲取一個Future的對象,在該對象上調用get就可以獲取到Callable任務返回的Object了,再結合線程池接口ExecutorService就可以實現傳說中有返回結果的多線程了。下面提供了一個完整的有返回結果的多線程測試例子,在JDK1.5下驗證過沒問題可以直接使用。代碼如下:

import java.util.concurrent.*;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

@SuppressWarnings("unchecked")
public class Test {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException,
InterruptedException {
System.out.println("----程序開始運行----");
Date date1 = new Date();

int taskSize = 5;
// 創建一個線程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
// 創建多個有返回值的任務
List list = new ArrayList();
for (int i = 0; i < taskSize; i++) {
Callable c = new MyCallable(i + " ");
// 執行任務並獲取Future對象
Future f = pool.submit(c);
// System.out.println(">>>" + f.get().toString());
list.add(f);
}
// 關閉線程池
pool.shutdown();

// 獲取所有併發任務的運行結果
for (Future f : list) {
// 從Future對象上獲取任務的返回值,並輸出到控制檯
System.out.println(">>>" + f.get().toString());
}

Date date2 = new Date();
System.out.println("----程序結束運行----,程序運行時間【"

  • (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】");
    }
    }

class MyCallable implements Callable {
private String taskNum;

MyCallable(String taskNum) {
this.taskNum = taskNum;
}

public Object call() throws Exception {
System.out.println(">>>" + taskNum + "任務啓動");
Date dateTmp1 = new Date();
Thread.sleep(1000);
Date dateTmp2 = new Date();
long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();
System.out.println(">>>" + taskNum + "任務終止");
return taskNum + "任務返回運行結果,當前任務時間【" + time + "毫秒】";
}
}

  代碼說明:
  上述代碼中Executors類,提供了一系列工廠方法用於創先線程池,返回的線程池都實現了ExecutorService接口。
  public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
  創建固定數目線程的線程池。
  public static ExecutorService newCachedThreadPool()
  創建一個可緩存的線程池,調用execute 將重用以前構造的線程(如果線程可用)。如果現有線程沒有可用的,則創建一個新線程並添加到池中。終止並從緩存中移除那些已有 60 秒鐘未被使用的線程。
  public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
  創建一個單線程化的Executor。
  public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
  創建一個支持定時及週期性的任務執行的線程池,多數情況下可用來替代Timer類。
  ExecutoreService提供了submit()方法,傳遞一個Callable,或Runnable,返回Future。如果Executor後臺線程池還沒有完成Callable的計算,這調用返回Future對象的get()方法,會阻塞直到計算完成。

結尾

  綜上所述,以上方法各有千秋,大家可以靈活運用。

文章來自:https://www.itjmd.com/news/show-6354.html

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