java創建線程有兩種方式
創建線程的第一種方式：
- 創建一個類繼承Thread
- 重寫Thread中的run方法 （創建線程是爲了執行任務 任務代碼必須有存儲位置，run方法就是任務代碼的存儲位置。）
- 創建子類對象，其實就是在創建線程
- 啓動線程start（）
這種方式的特點（缺陷）：線程任務和線程是綁定在一起的。
示例：
四個窗口同時賣票，
因爲是同時，所以使用多線程。
創建四個線程，都是賣票。
因爲都是賣票，所以四個線程的任務是一樣的。
只需要定義一個類繼承Thread。
class Ticket extends Thread
{
private static int num = 50; //定義成static，四個線程共享50張票。
public void run()
{
while(num>0)
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale..."+num--);
}
}
class Maipiao
{
public static void main(String[] args)
{
Ticket win1 = new Ticket();
Ticket win2 = new Ticket();
Ticket win3 = new Ticket();
Ticket win4 = new Ticket();
win1.start();
win2.start();
win3.start();
win4.start();
}
}
爲了解決四個線程共享票的問題，需要使用創建線程的第二種方式
- 創建實現了Runnable接口的子類
- 重寫Runnable接口中的run方法
- 創建實現了Runnable接口的子類的對象
- 創建Thread類的對象，也就是在創建線程
- 把實現了Runnable接口的子類對象作爲參數傳遞給Thread類的構造方法
這種方式的特點是：把線程任務進行了描述，也就是面向對象，從而實現了線程任務和線程對象的分離。線程執行什麼任務不再重要，只要是實現了Runnable接口的子類對象都可以作爲參數傳遞給Thread的構造方法，此方式較爲靈活。第二種方式還有一個好處是實現接口了，還不影響繼承其他父類。
//這個類只是爲了描述線程的任務，跟線程沒有任何關係。class Ticket implements Runnable
{
private int num = 50;
public void run()
{
while(num>0)
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale..."+num--);
}
}
class Maipiao
{
public static void main(String[] args)
{
Ticket t = new Ticket();
Thread win1 = new Thread(t);
Thread win2 = new Thread(t);
Thread win3 = new Thread(t);
Thread win4 = new Thread(t);
win1.start();
win2.start();
win3.start();
win4.start();
}
}
總結：爲什麼創建線程的第二種方式可以解決賣票問題？
第一種創建線程的方式：線程和線程任務是綁定在一起的，創建了4個線程就創建了4份資源。
第二種創建線程的方式：線程和線程任務進行了分離，只需要創建一個任務，讓4個線程分別去執行。
Callable和Future
在文章中我們講述了創建線程的2種方式，一種是直接繼承Thread，另外一種就是實現Runnable接口。這2種方式都有一個缺陷就是：在執行完任務之後無法獲取執行結果。如果需要獲取執行結果，就必須通過共享變量或者使用線程通信的方式來達到效果，這樣使用起來就比較麻煩。而自從Java 1.5開始，就提供了Callable和Future，通過它們可以在任務執行完畢之後得到任務執行結果。今天我們就來討論一下Callable、Future和FutureTask三個類的使用方法。
先說一下java.lang.Runnable吧，它是一個接口，在它裏面只聲明瞭一個run()方法：
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
由於run()方法返回值爲void類型，所以在執行完任務之後無法返回任何結果。
Callable位於java.util.concurrent包下，它也是一個接口，在它裏面也只聲明瞭一個方法，只不過這個方法叫做call()：
public interface Callable<V> {
/**
* Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
*
* @return computed result
* @throws Exception if unable to compute a result
*/
V call() throws Exception;
}
可以看到，這是一個泛型接口，call()函數返回的類型就是傳遞進來的V類型。
那麼怎麼使用Callable呢？一般情況下是配合ExecutorService來使用的，在ExecutorService接口中聲明瞭若干個submit方法的重載版本：
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);
第一個submit方法裏面的參數類型就是Callable。
暫時只需要知道Callable一般是和ExecutorService配合來使用的，具體的使用方法講在後面講述。
一般情況下我們使用第一個submit方法和第三個submit方法，第二個submit方法很少使用。
Future
Future就是對於具體的Runnable或者Callable任務的執行結果進行取消、查詢是否完成、獲取結果。必要時可以通過get方法獲取執行結果，該方法會阻塞直到任務返回結果。
Future類位於java.util.concurrent包下，它是一個接口：
public interface Future<V> {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
boolean isCancelled();
boolean isDone();
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}
在Future接口中聲明瞭5個方法，下面依次解釋每個方法的作用：
cancel方法用來取消任務，如果取消任務成功則返回true，如果取消任務失敗則返回false。參數mayInterruptIfRunning表示是否允許取消正在執行卻沒有執行完畢的任務，如果設置true，則表示可以取消正在執行過程中的任務。如果任務已經完成，則無論mayInterruptIfRunning爲true還是false，此方法肯定返回false，即如果取消已經完成的任務會返回false；如果任務正在執行，若mayInterruptIfRunning設置爲true，則返回true，若mayInterruptIfRunning設置爲false，則返回false；如果任務還沒有執行，則無論mayInterruptIfRunning爲true還是false，肯定返回true。
isCancelled方法表示任務是否被取消成功，如果在任務正常完成前被取消成功，則返回 true。
isDone方法表示任務是否已經完成，若任務完成，則返回true；
get()方法用來獲取執行結果，這個方法會產生阻塞，會一直等到任務執行完畢才返回；
get(long timeout, TimeUnit unit)用來獲取執行結果，如果在指定時間內，還沒獲取到結果，就直接返回null。
也就是說Future提供了三種功能：
1）判斷任務是否完成；
2）能夠中斷任務；
3）能夠獲取任務執行結果。
因爲Future只是一個接口，所以是無法直接用來創建對象使用的，因此就有了下面的FutureTask。
我們先來看一下FutureTask的實現：
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
FutureTask類實現了RunnableFuture接口，我們看一下RunnableFuture接口的實現：
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
void run();
}
可以看出RunnableFuture繼承了Runnable接口和Future接口，而FutureTask實現了RunnableFuture接口。所以它既可以作爲Runnable被線程執行，又可以作爲Future得到Callable的返回值。
FutureTask提供了2個構造器：
public FutureTask(Callable<V> callable) {
}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
}
事實上，FutureTask是Future接口的一個唯一實現類。
使用示例:
1.使用Callable+Future獲取執行結果
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Task task = new Task();
Future<Integer> result = executor.submit(task);
executor.shutdown();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.println("主線程在執行任務");
try {
System.out.println("task運行結果"+result.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有任務執行完畢");
}
}
class Task implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("子線程在進行計算");
Thread.sleep(3000);
int sum = 0;
for(int i=0;i<100;i++)
sum += i;
return sum;
}
}
2.使用Callable+FutureTask獲取執行結果
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//第一種方式
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Task task = new Task();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
executor.submit(futureTask);
executor.shutdown();
//第二種方式，注意這種方式和第一種方式效果是類似的，只不過一個使用的是ExecutorService，一個使用的是Thread
/*Task task = new Task();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();*/
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.println("主線程在執行任務");
try {
System.out.println("task運行結果"+futureTask.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有任務執行完畢");
}
}
class Task implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("子線程在進行計算");
Thread.sleep(3000);
int sum = 0;
for(int i=0;i<100;i++)
sum += i;
return sum;
}
}
如果爲了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的結果，則可以聲明 Future<?> 形式類型、並返回 null 作爲底層任務的結果。
線程池
爲什麼要使用線程池？
a. 每次new Thread新建對象性能差。
b. 線程缺乏統一管理，可能無限制新建線程，相互之間競爭，及可能佔用過多系統資源導致死機或oom。
c. 缺乏更多功能，如定時執行、定期執行、線程中斷。
相比new Thread，Java提供的四種線程池的好處在於：
a. 重用存在的線程，減少對象創建、消亡的開銷，性能佳。
b. 可有效控制最大併發線程數，提高系統資源的使用率，同時避免過多資源競爭，避免堵塞。
c. 提供定時執行、定期執行、單線程、併發數控制等功能。
Java通過Executors提供四種線程池，分別爲：
- newCachedThreadPool創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閒線程，若無可回收，則新建線程。
- newFixedThreadPool 創建一個定長線程池，可控制線程最大併發數，超出的線程會在隊列中等待。
- newScheduledThreadPool 創建一個定長線程池，支持定時及週期性任務執行。
- newSingleThreadExecutor 創建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。
1.newSingleThreadExecutor
創建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作，也就是相當於單線程串行執行所有任務。如果這個唯一的線程因爲異常結束，那麼會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。
2.newFixedThreadPool
創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程，直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變，如果某個線程因爲執行異常而結束，那麼線程池會補充一個新線程。
3.newCachedThreadPool
創建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程，
那麼就會回收部分空閒（60秒不執行任務）的線程，當任務數增加時，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。此線程池不會對線程池大小做限制，線程池大小完全依賴於操作系統（或者說JVM）能夠創建的最大線程大小。
4.newScheduledThreadPool
創建一個大小無限的線程池。此線程池支持定時以及週期性執行任務的需求。
重點講下newFixedThreadPool使用：
如何實現線程池代碼？
1.創建1個線程池對象，控制要創建的幾個線程對象
public static ExecutorService newFixedThreadPool（int nThreads）
2.這種線程池的線程可以執行：a.可以執行Runnable對象或者Callable對象代表的線程 b.實現了Runnable接口
3.調用方法如下：a.Future<?> submit(Runnable task) b.Future<T> submit(Callable<T> task)
代碼：
ExeCutorService pool =Executors.newFixedThreadPool(3);
pool.submit(new MyRunnable());
pool.shutdown();//結束線程池