Java带参数的线程类ParameterizedThread——即如何给Thread传递参数

Posted 2020-11-20 wangnmhb

在Java中似乎没有提供带运行参数的线程实现类，在第三方类库中也没有找到。网上有大量的文章在讨论这个问题，但都没有提供很好的代码封装解决方案，这令我很吃惊。如果读者知道有官方或者第三方的实现方式，欢迎留言说明。本文最后给出了一种实现带运行参数的线程实现类。

在C#的基础类库中早就提供了相关的解决方案，如下是C#提供的带参数的子线程创建方法：

Thread th = new Thread((param) =>
{
     Console.WriteLine(param);
});
th.Start(i);

Task.Factory.StartNew((param) =>
{
     Console.WriteLine(param);
}, i);

ThreadPool.QueueUserWorkItem((param) =>
 {
     Console.WriteLine(param);
}, i);

让我们从一个实际编码问题开始讲起，主线程循环一个集合元素，并创建子线程中做相应的处理（可能比较耗时）。下面是最初的一段实现代码，请问这段代码存在什么问题？

for (int i = 0; i < 100; i++) {
    Thread th = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(i + "");
        }
    });
    th.start();
}

  （1）首先这段程序是无法通过编译的，在intellij idea中提示“Variable ‘i‘ is accessed from within inner class,needs to be final or effectively final”，在Eclipse中提示"Local variable i defined in an enclosing scope must be final or effectively final"，意思是说在内部类中无法访问外部类中不是final修饰的成员变量。那么我们很容易想通过下面的方式解决：

for (int i = 0; i < 100; i++) {
    int p = i;
    Thread th = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(p + "");
        }
    });
    th.start();
}

 这段代码能够通过编译，而且似乎运行良好。但是不是线程安全的，父线程中的循环变量不断被修改，子线程得到的父线程成员变量可能是不正确的。

（2）其次上面的代码在循环体内创建了大量的子线程，线程的创建和销毁会造成系统资源的开销，一般推荐使用线程池的方式创建线程，比如ThreadPoolExecutor。

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(6, 10, 5, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
        
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    int p=i;
    executor.execute(()->{
        System.out.println(p + "");
    });
}

 

那么有什么办法使得子线程能够安全的获取到父线程的变量呢，我们可以编写如下的线程实现类：

public class MyRunnable implements Runnable {

    Object param;

    public MyRunnable(Object parameter) {
        this.param = parameter;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(param.toString());
    }
}

这里的问题是我们必须针对不同的情形，编写不同的子线程实现类，在各个工程中分散了很多类似的脚手架代码，闻到这种“味道”，我们应该想到需要进行代码抽象和封装，以便于重复使用。据此，笔者用Java封装了一个带参数的线程类：

/**
 * ParameterizedThreadStart defines the start method for starting a thread.
 * @author wadexmy
 * @param <T>
 */
public interface ParameterizedThreadStart<T>{
    /**
     * a method with parameter
     * @param context
     */
    void run(T context);
}

 

/**
 * ParameterizedThread defines a thread with a generic parameter
 * @author wadexmy
 * @param <T>
 */
public class ParameterizedThread<T> implements Runnable{

    private T context;
    private ParameterizedThreadStart<T> parameterStart;

    /**
     * Constructor
     * @param context
     */
    public ParameterizedThread(T context,ParameterizedThreadStart<T> parameterStart){
        this.context=context;
        this.parameterStart=parameterStart;
    }

    /**
     * getContext returns the context of current thread.
     * @return
     */
    public T getContext(){
        return context;
    }

    /**
     * run method to be called in that separately executing thread.
     */
    @Override
    public void run() {
        parameterStart.run(context);
    }
}

 

类ParameterizedThread实现了 Runnable，在构造方法中传递了一个参数和需要执行的方法。可以通过下面的代码测试这个类：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(6, 10, 5, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executor.execute(new ParameterizedThread<>(i, (p) -> {
        System.out.println(p.toString());
    }));
}