用代码说话：如何正确启动线程

Posted 2020-11-25 sgh1023

先来看下结论：正确启动线程的方式是使用start()方法，而不是使用run()方法。

代码实战

1. 输出线程名称

“Talk is cheap. Show me the code”，用代码说话：分别调用run()方法和start()方法，打印输出线程的名字。

public class StartAndRunThread {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        runnable.run();
        new Thread(runnable).start();
    }
}

运行结果：

2. 深入一点

如果代码是这样的，执行结果有什么不同呢？

public class StartAndRunThread {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        runnable.run();
        new Thread(runnable).start();
        runnable.run();
    }
}

执行结果为：

是不是有点意外？然而，这就是真相。其实也不难解释。

1. 我们说的并发是什么，并发不就是线程之间的运行互不干扰嘛？当JVM启动的时候，创建一个mian线程来运行main()方法。当执行到“new Thread(runnable).start();”的时候main线程会新建一个Thread-0线程。main线程和Thread-0线程的执行时互不相干的，所以可能不会出现“main-Thread-0-main”的结果。

2. 我执行了n（n>20）次，运行结果依然如上图所示，没有出现“main-Thread-0-main”。这是为什么呢？回忆一下线程的生命周期， Java中，线程（Thread）定义了6种状态： NEW（新建）、RUNNABLE（可执行）、BLOCKED（阻塞）、WAITING（等待）、TIMED_WAITING（限时等待）、TERMINATED（结束）。当调用了start()方法之后，线程进入RUNNABLE状态，RUNNABLE的意思是可运行，即可能正在执行，也可能没有正在执行。那调用了start方法之后，什么时候执行呢？调用start()方法之后，我们只是告诉JVM去执行这个线程，至于什么时候运行是由线程调度器来决定的。从操作系统层面，其实调用start()方法之后要去获取操作系统的时间片，获取到才会执行。这个问题，可以对比思考“ thread.start()调用之后线程会立刻执行吗？”更多可以参考：从源码解读线程（Thread）和线程池（ThreadPoolExecutor）的状态

start()方法源码分析

start()源码如下：

public synchronized void start() {
    /**
     * This method is not invoked for the main method thread or "system"
     * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
     * to this method in the future may have to also be added to the VM.
     *
     * A zero status value corresponds to state "NEW".
     */
    if (threadStatus != 0)
        throw new IllegalThreadStateException();


    /* Notify the group that this thread is about to be started
     * so that it can be added to the group's list of threads
     * and the group's unstarted count can be decremented. */
    group.add(this);


    boolean started = false;
    try {
        start0();
        started = true;
    } finally {
        try {
            if (!started) {
                group.threadStartFailed(this);
            }
        } catch (Throwable ignore) {
            /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
              it will be passed up the call stack */
        }
    }
}

可以看到，start()方法被synchronized关键字修饰，保证了线程安全。启动流程分为下面三个步骤：

1. 首先会检查线程状态，只有threadStatus == 0（也就是线程处于NEW状态）状态下的线程才能继续，否则会抛出IllegalThreadStateException。

2. 将线程加入线程组

3. 调用native方法——start0()方法启动线程。

线程启动相关问题

1. 一个线程两次调用start()方法会出现什么情况？

会抛出IllegalThreadStateException，具体原因可以用源码和线程启动步骤进行说明。

2. 既然 start() 方法会调用 run() 方法，为什么我们选择调用 start() 方法，而不是直接调用 run() 方法呢？

start()才是真正启动一个线程，而如果直接调用run()，那么run()只是一个普通的方法而已，和线程的生命周期没有任何关系。用代码验证一下：

public class Main implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Main().run();
        new Thread(new Main()).start();
    }

}

在上面代码中，直接调用run()方法，run()只是一个普通的方法，由当前线程——main线程执行。start()才是真正启动一个线程——Thread0，run()方法由线程Thread0执行。

3. 上面说start()会调用run()方法，这个怎么证明？为什么在start(）方法的源码中没有看到调用了run()方法？

可以看start()方法的注释部分：

/**
* Causes this thread to begin execution; the Java Virtual Machine
* calls the <code>run</code> method of this thread.
* <p>
* The result is that two threads are running concurrently: the
* current thread (which returns from the call to the
* <code>start</code> method) and the other thread (which executes its
* <code>run</code> method).
* <p>
* It is never legal to start a thread more than once.
* In particular, a thread may not be restarted once it has completed
* execution.
*
* @exception  IllegalThreadStateException  if the thread was already
*               started.
* @see        #run()
* @see        #stop()
*/

也就是说当该线程开始执行的时候，Java虚拟机会自动调用该线程的run()方法。