romik

Один объект Thread — один поток, даже если вы вызовете start несколько раз. В вашем случае разумно воспользоваться более высокоуровневой абстракцией типа ExecutorService.

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
List<Future<MyResult>> futures = new ArrayList<>();
for (File path: imgToProcPath) {
    executor.submit(new MyImageProcessingTask(path);
}
for (Future<MyResult> future: futures) {
   displayThumbnail(future.get());
}

Изучить лучше maven, а пользоваться, если есть такая возможность, gradle :-)

Насчёт эффективности сомневаюсь, но может быть причина в том, что new Object[0] сериализуемый, а new Object() — нет.

Нет, всё уже сделано за вас.
Метод loadClass(String name, boolean resolve) синхронизованный.
Второй раз один и тот же класс загружаться не будет, поэтому в ручном кэшировании смысла нет.