Java多线程实现的核心方法
Java作为一门支持多线程的编程语言，提供了多种实现多线程的方式，每种方式适用于不同的场景，理解这些方法的原理和特点，是高效开发多线程程序的基础。
继承Thread类
继承Thread类是实现多线程最直接的方式，通过自定义类继承Thread类并重写run()方法，可以定义线程的执行逻辑，调用start()方法后，JVM会创建一个新的线程并执行run()方法中的代码。
示例代码如下：
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread is running: " + Thread.currentThread().getName());
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
thread.start(); // 启动线程
}
}
优点：实现简单，直接继承Thread类即可。
缺点：Java不支持多继承，如果类已继承其他类，则无法使用此方式。
实现Runnable接口
相比继承Thread类，实现Runnable接口更为灵活，通过定义类实现Runnable接口并重写run()方法，然后将该实例传递给Thread类启动线程。
示例代码如下：
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("Runnable thread is running: " + Thread.currentThread().getName());
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start(); // 启动线程
}
}
优点：避免单继承限制，适合多个线程共享同一资源的情况。
缺点：需要额外创建Thread对象，代码稍显冗余。
使用Callable和Future接口
如果需要在线程执行后获取返回结果，可以使用Callable接口，Callable与Runnable类似，但其call()方法可以返回结果并抛出异常，通过FutureTask类可以获取线程的执行结果。
示例代码如下：
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;
class MyCallable implements Callable<Integer> {
@Override
public Integer call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
sum += i;
}
return sum;
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) throws Exception {
MyCallable callable = new MyCallable();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();
System.out.println("Result: " + futureTask.get()); // 获取线程执行结果
}
}
优点：支持返回结果，适合需要线程计算后获取数据的场景。
缺点：代码相对复杂，需要处理FutureTask的异常。
线程池（Executor框架）
频繁创建和销毁线程会消耗大量系统资源，线程池通过复用线程提高了程序效率，Java提供了Executor框架，通过Executors类可以创建不同类型的线程池。
示例代码如下：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3); // 创建固定大小线程池
for (int i = 0; i < 5; i++) {
executor.execute(() -> {
System.out.println("Thread in pool: " + Thread.currentThread().getName());
});
}
executor.shutdown(); // 关闭线程池
}
}
优点：线程复用，降低资源消耗，适合高并发场景。
缺点：需要合理配置线程池大小，否则可能导致资源浪费或性能下降。
多线程的同步与通信
在多线程环境下，多个线程同时访问共享资源时可能会引发数据不一致问题，Java提供了synchronized关键字、Lock接口以及wait()/notify()等方法实现线程同步和通信。
- synchronized：可以修饰方法或代码块，确保同一时间只有一个线程访问共享资源。
- Lock接口：提供更灵活的锁机制，支持公平锁和非公平锁。
- wait()/notify()：用于线程间通信，wait()让线程等待，notify()唤醒等待的线程。
Java实现多线程的方式多种多样，开发者应根据具体需求选择合适的方法，继承Thread类和实现Runnable接口适合简单场景，Callable和Future适合需要返回结果的场景，而线程池则适合高并发环境，合理使用同步机制可以避免多线程安全问题,提高程序的稳定性和性能。
