Java面试之实现多线程(二)

此篇接上一篇Java面试之什么是多线程(一)

Java多线程是Java语言中的一个重要特性，它可以实现并发处理、提高程序的性能和响应能力。开发者需要了解多线程的概念和机制，并采用合适的多线程编程模型和同步机制，以保证程序的正确性和稳定性。Java提供了多种方式来实现多线程，下面列举了其中几种：

1.继承Thread类。通过继承Thread类并实现run()方法，创建一个线程类，然后通过创建该类的对象并调用start()方法来启动线程。

继承Thread类

2.实现Runnable接口。通过实现Runnable接口并实现run()方法，创建一个线程任务类，然后通过创建Thread对象并传递该任务对象，并调用start()方法来启动线程。

实现Runnable接口

Thread(T)和Runnable(R)

1.T是一个类，R是接口，因为在Java语言里面的继承特性，接口可以支持多继承，而类只能单一继承。所以如果在已经存在继承关系的类里面要实现线程的话，只能实现R接口。

2.R表示一个线程的顶级接口，T类其实是实现了R这个接口，我们在使用的时候都需要实现run方法。站在面向对象的思想来说，R相当于一个任务，而T才是真正处理的线程，所以我们只需要用R去定义一个具体的任务，然后交给T去处理就可以了，这样达到了松耦合的设计目的。

3.接口表示一种规范或者标准，而实现类表示对这个规范或者标准的实现。所以站在线程的角度来说，T才是真正意义上的线程实现。

4.R表示线程要执行的任务，因此在线程池里面，提交一个任务传递的类型是R。

总的来说，T只是实现了R接口并做了扩展，所以这两者站在个人角度认为没什么可比性。

3.实现Callable接口。通过实现Callable接口并实现call()方法，创建一个带返回值的线程任务类，然后通过创建FutureTask对象并传递该任务对象，再创建Thread对象并传递FutureTask对象，并调用start()方法来启动线程。

实现Callable接口

Callable、Future和CompletableFuture

Callable是Java多线程编程中的一个接口，用于实现带返回值的线程任务。与Runnable不同，Callable的call()方法可以返回一个结果，可以使用泛型来指定返回值的类型。在实际应用中，我们可以将Callable任务提交给线程池，或者使用FutureTask来执行并获取任务的返回值。

Future是Java并发编程中的一个接口，用于表示一个异步计算的结果。Future对象可以在计算未完成时获取计算的状态，并在计算完成后获取计算的结果。在Java中，通过Future来获取Callable任务的返回值。

需要注意的是，在使用Future获取结果时，如果任务尚未完成，会阻塞当前线程，直到任务完成为止。因此，在实际应用中，需要根据具体情况来设置超时时间，避免程序长时间阻塞。

CompletableFuture是Java 8中新增的一个基于事件驱动的异步回调类。它继承了Future接口，并提供了更加丰富的异步编程支持。简单来说就是当使用异步线程去执行一个任务的时候，我们希望在任务结束以后触发一个后续动作，而CompletableFuture就可以实现这个功能。相比于Future，CompletableFuture具有以下优点：

1.异步编程更加灵活。CompletableFuture可以通过回调函数(Callback)的方式实现异步编程，而不必像Future那样阻塞等待结果。

2.支持链式调用。通过链式调用的方式，可以更加优雅地组织异步计算任务。

3.提供异常处理机制。CompletableFuture提供了异常处理方法，可以更加方便地处理异步计算过程中可能发生的异常。

4.使用线程池。通过创建线程池来管理和复用线程，减少线程的频繁创建和销毁带来的新能开销，因为线程创建会涉及到CPU上下文切换、内存分配等工作。可以提高程序的性能和效率。(关于线程池的详细内容后面再补充)