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面試官:線程有哪些調度方法?
在Java中,線程的調用方法主要包括以下幾種方式,每種方式適用于不同的場景和需求:
1. 繼承 Thread
類
通過繼承 Thread
類并重寫 run()
方法,直接調用線程的 start()
方法啟動線程。
實現步驟:
class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("Thread running by extending Thread");}
}// 調用方式
public class Main {public static void main(String[] args) {MyThread thread = new MyThread();thread.start(); // 啟動線程,執行run()}
}
特點:
- 優點:簡單直接。
- 缺點:Java是單繼承,繼承
Thread
后無法繼承其他類。 - 適用場景:簡單任務,無需共享資源。
2. 實現 Runnable
接口
實現 Runnable
接口,將任務邏輯寫入 run()
方法,然后將實例傳遞給 Thread
對象。
實現步驟:
class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("Thread running by implementing Runnable");}
}// 調用方式
public class Main {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyRunnable());thread.start();}
}
特點:
- 優點:避免單繼承限制,任務與線程解耦,適合資源共享(如多個線程執行同一任務)。
- 適用場景:多線程共享同一任務邏輯。
3. 實現 Callable
接口 + Future
通過 Callable
定義帶返回值的任務,結合 ExecutorService
提交任務,并通過 Future
獲取結果。
實現步驟:
import java.util.concurrent.*;class MyCallable implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {return "Result from Callable";}
}public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();Future<String> future = executor.submit(new MyCallable());System.out.println(future.get()); // 阻塞獲取結果executor.shutdown();}
}
特點:
- 優點:支持返回值,可拋出異常。
- 適用場景:需要異步結果的任務(如計算密集型操作)。
4. 線程池(Executor
框架)
通過線程池管理線程生命周期,避免頻繁創建/銷毀線程的開銷。
實現步驟:
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class Main {public static void main(String[] args) {// 創建固定大小的線程池ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);// 提交Runnable任務executor.execute(() -> {System.out.println("Task executed by thread pool");});executor.shutdown(); // 關閉線程池}
}
線程池類型:
newFixedThreadPool
:固定線程數,適用于負載穩定的場景。newCachedThreadPool
:線程數自動擴展,適合短時異步任務。newScheduledThreadPool
:支持定時或周期性任務。newSingleThreadExecutor
:單線程順序執行任務。
特點:
- 優點:資源復用、控制并發數、提供任務隊列。
- 適用場景:高并發、資源受限的系統。
5. 匿名內部類/Lambda表達式
簡化線程創建的語法,適用于快速實現簡單任務。
實現方式:
public class Main {public static void main(String[] args) {// 匿名內部類(Runnable)new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("Anonymous Runnable");}}).start();// Lambda表達式(Java 8+)new Thread(() -> System.out.println("Lambda Runnable")).start();}
}
特點:
- 優點:代碼簡潔。
- 適用場景:快速測試或簡單任務。
6. 定時任務(ScheduledExecutorService
)
用于執行定時或周期性任務。
實現步驟:
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class Main {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(1);// 延遲1秒后執行scheduler.schedule(() -> System.out.println("Delayed task"), 1, TimeUnit.SECONDS);// 周期性任務(首次延遲2秒,之后每3秒執行一次)scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> System.out.println("Periodic task"), 2, 3, TimeUnit.SECONDS);}
}
7. 異步編程(CompletableFuture
,Java 8+)
通過鏈式調用處理異步任務,支持回調和非阻塞操作。
實現步驟:
import java.util.concurrent.CompletableFuture;public class Main {public static void main(String[] args) {CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Async Result").thenAccept(result -> System.out.println(result)).join(); // 等待異步任務完成}
}
特點:
- 優點:支持鏈式調用、異常處理、任務組合。
- 適用場景:復雜的異步編程需求(如多個異步任務依賴)。
總結與選型建議
方法 | 核心優勢 | 典型場景 |
---|---|---|
繼承 Thread | 簡單直接 | 快速測試或簡單任務 |
實現 Runnable | 解耦任務與線程,支持資源共享 | 多線程共享任務邏輯 |
實現 Callable | 支持返回值和異常 | 需要異步結果的計算任務 |
線程池 | 資源復用,高效管理線程 | 高并發、資源受限的系統 |
CompletableFuture | 異步編程,鏈式調用 | 復雜異步任務編排 |
根據具體需求選擇合適的方法:
- 簡單任務:直接使用
Runnable
+Thread
或 Lambda。 - 結果依賴:使用
Callable
+Future
或CompletableFuture
。 - 高并發場景:優先使用線程池(如
newFixedThreadPool
)。 - 定時任務:選擇
ScheduledExecutorService
。