Java中的基本并发工具

星辰聊技术
72 阅读4分钟

2.1 引言

Java并发编程的基本工具 Java 提供了一系列用于并发编程的基础工具，使开发者能够创建和管理多线程程序。这些工具包括 Thread 类、Runnable 接口、Callable 接口和 Future 接口等。通过这些工具，开发者可以实现线程的创建、管理和结果获取，为构建高性能并发应用程序打下基础。

本文的内容结构 本文将介绍 Java 并发编程的基本工具，主要内容包括：

Thread 类 Runnable 接口 Callable 和 Future

2.2 Thread类

创建和启动线程的方法 在 Java 中，Thread 类是创建和管理线程的基本工具。可以通过以下两种方式创建线程：

继承 Thread 类 实现 Runnable 接口，并将其作为参数传递给 Thread 对象 继承 Thread 类 通过继承 Thread 类，可以直接创建一个新的线程类，并重写 run() 方法：

public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("Thread is running..."); }

public static void main(String[] args) {
    MyThread thread = new MyThread();
    thread.start(); // 启动线程
}

} 实现 Runnable 接口 实现 Runnable 接口并将其实例传递给 Thread 对象：

public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("Runnable is running..."); }

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
    thread.start(); // 启动线程
}

} 常用方法和属性的介绍 Thread 类提供了一些常用的方法和属性，用于管理线程的生命周期和控制线程行为：

start()：启动线程，调用线程的 run() 方法 run()：线程执行的任务代码，需要重写 sleep(long millis)：使当前线程休眠指定的毫秒数 join()：等待线程执行完成 interrupt()：中断线程 isInterrupted()：检查线程是否被中断 getId()：获取线程的唯一标识符 getName()：获取线程的名称 setName(String name)：设置线程的名称 getPriority()：获取线程的优先级 setPriority(int priority)：设置线程的优先级 示例：

public class ThreadMethodsDemo { public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(() -> { System.out.println("Thread is running..."); try { Thread.sleep(2000); // 休眠2秒 } catch (InterruptedException e) { System.out.println("Thread was interrupted"); } System.out.println("Thread completed."); });

    thread.start();
    try {
        thread.join(); // 等待线程执行完成
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    System.out.println("Main thread completed.");
}

}

2.3 Runnable接口

使用Runnable实现线程 Runnable 接口是一个函数式接口，只有一个抽象方法 run()。通过实现 Runnable 接口，可以将任务定义为一个可运行的对象，并将其作为参数传递给 Thread 对象，从而实现线程的创建和管理。

示例：

public class RunnableDemo implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("Runnable is running..."); }

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread(new RunnableDemo());
    thread.start(); // 启动线程
}

} Runnable的优势和应用场景 优势：

实现多继承：Java 不支持多继承，但允许实现多个接口。通过实现 Runnable 接口，可以避免因为继承 Thread 类而无法继承其他类的问题。 任务与线程分离：将任务与线程分离，使得任务可以复用，并且可以更灵活地控制任务的执行。 应用场景：

在需要定义明确的任务逻辑并通过线程执行时，可以使用 Runnable 接口。 当需要实现多继承时，使用 Runnable 接口比继承 Thread 类更灵活。

2.4 Callable和Future

Callable接口的概念 Callable 接口类似于 Runnable 接口，但与 Runnable 不同的是，Callable 可以返回结果并抛出异常。Callable 接口是一个泛型接口，定义如下：

public interface Callable { V call() throws Exception; } 通过实现 Callable 接口，可以定义一个返回结果的任务，并在任务执行完成后获取结果。

使用Future获取线程执行结果的示例 Future 接口用于表示异步计算的结果。通过 Future 接口，可以检查计算是否完成、等待计算完成并获取结果。

示例：

import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Future;

public class CallableFutureDemo { public static void main(String[] args) { ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

    // 定义一个Callable任务
    Callable<Integer> task = () -> {
        System.out.println("Callable task is running...");
        Thread.sleep(2000); // 模拟耗时计算
        return 42; // 返回结果
    };

    // 提交任务并获取Future对象
    Future<Integer> future = executor.submit(task);

    // 执行其他操作
    System.out.println("Main thread is running...");

    try {
        // 获取Callable任务的执行结果
        Integer result = future.get();
        System.out.println("Result from callable task: " + result);
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        executor.shutdown();
    }

    System.out.println("Main thread completed.");
}

}

在这个示例中，我们创建了一个 Callable 任务，并使用 ExecutorService 提交任务，返回一个 Future 对象。通过 Future 对象，我们可以异步地获取任务的执行结果，并进行后续处理。

结论

本文介绍了 Java 并发编程的基本工具，包括 Thread 类、Runnable 接口、Callable 和 Future 接口。通过这些工具，开发者可以实现线程的创建、管理和结果获取，为构建高性能并发应用程序打下基础。

avatar
文章
阅读
粉丝