线程--创建线程的几种方式及源码分析

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了线程--创建线程的几种方式及源码分析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

线程--创建线程的几种方式及源码分析

开始整理下线程的知识,感觉这块一直是盲区,工作中这些东西一直没有实际使用过,感觉也只是停留在初步的认识。前段时间一个内推的面试被问到,感觉一脸懵逼。面试官说,我的回答都是百度的第一页,有时间往第二页看看。废话停止,进入正题。

一、创建线程的常用方式:继承Thread类,实现Runnable接口,通过Callable和Future创建线程;

1、继承Thread类创建线程类

(1)定义Thread类的子类,并重写该类的run方法,该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。
(2)创建Thread子类的实例,即创建了线程对象。
(3)调用线程对象的start()方法来启动该线程。

package com.cqfczc.util;

public class FirstThreadTest extends Thread{
  int i = 0;
  //重写run方法,run方法的方法体就是现场执行体
  public void run(){
  for(;i<100;i++){
  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
  }
}
public static void main(String[] args){
  for(int i = 0;i< 100;i++) {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+i);
    if(i==20) {
      new FirstThreadTest().start();
      new FirstThreadTest().start();
    }
  }
}
}

思考:为什么要继承Thread,继承后为何会调用到我们写的run方法,执行顺序是否正常?
解答:1、因为Thread类是Java类库提供给我们的一个创建线程调用类,我们要创建一个线程只能继承它,因为Java的API提供的类库是遵循“禁止修改、开发扩展”的原则。我们不能直接修改Thread类中的方法,只能通过继承来扩展父类中的方法;2、当子类重写父类的方法后执行时是优先调用子类中的方法,若没有重写则调用父类的方法,这是Java的基本语法不用多说;3、打印结果可以说明执行顺序是凌乱无规则的,在上面的代码中,只能保证每个线程都将启动,每个线程都将运行直到完成。一系列线程以某种顺序启动并不意味着将按该顺序执行。对于任何一组启动的线程来说,调度程序不能保证其执行次序,持续时间也无法保证。
java.lang.Thread类中有个run()方法如图所示:
 

如果该线程是使用独立的Runnable运行对象构造的,则调用该Runnable对象的run方法;否则,该方法不执行任何操作。图中的targer就是一个Runable实现类;由此我们分析可知,若不出创建Runnable对象,只能继承Thread类并且覆盖父类的run方法线程执行时才会有效果。

2、实现Runnable接口创建线程类

(1)定义runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
(2)创建 Runnable实现类的实例,并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。
(3)调用线程对象的start()方法来启动该线程。

public class RunnableThreadTest implements Runnable{
  private int i;
  public void run() {
    for(i = 0;i <100;i++) {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    for(int i = 0;i < 100;i++) {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
      if(i==20) {
        RunnableThreadTest rtt = new RunnableThreadTest();
        new Thread(rtt,"新线程1").start();
        new Thread(rtt,"新线程2").start();
      }
    }

  }
}

思考:为何实现Runnable即可创建线程,执行run方法体?

解答:我们直接看Thread类的源码即可明白,Thread这个类也是实现Runnable接口并且实现了run方法;

此处就不用做过多的解释了,看到上面的源码截图肯定都理解了。只是我们实现了Runnable接口后只用run方法,没有配合操作线程的方法,因此我们需要构造一个Thread对象,并将实现类放进去才能执行操作。到此处大家应该彻底明白为何我们实现了Runnable接口后,必须要把这个实现类再到Thread类中了。

三、通过Callable和Future创建线程
(1)创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,并且有返回值。
(2)创建Callable实现类的实例,使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
(3)使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
(4)调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值。

public class CallableThreadTest implements Callable<Integer>{
  public static void main(String[] args) {
    CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();
    FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);
    for(int i = 0;i < 100;i++) {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);
      if(i==20) {
        new Thread(ft,"有返回值的线程").start();
      }
    }
    try {
      System.out.println("子线程的返回值:"+ft.get());
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (ExecutionException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  @Override
  public Integer call() throws Exception {
    int i = 0;
    for(;i<100;i++) {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
    }
    return i;
  }
}

分析Callable和FutureTask的源代码就可发现,第三种其实是前俩种的一个变换使用,机制是一样不做过多陈述,我截一些源代码图片一看就明白了。

下图是Callable的接口源码:

下图是FutureTask类的源码:

下图可以得到RunnableFuture接口的本质是继承了Runnable

Java基础知识扩展:

1、通过上面的图片我们也可以得到其他结论:接口是可以继承接口的,RunnableFuture就继承了,并且继承了多个接口;是不是此时有些疑惑,Java遵循的是单继承多实现,为啥这里有多继承了。

山人分析接口是常量值和方法定义的集合,是一种特殊的抽象类。java类是单继承,但接口可以多继承。为何不允许类多继承,假设A同时继承B和C,而B和C同时有一个D方法,A如何决定该继承那一个呢,但接口不存在这样的问题,接口全都是抽象方法继承谁都无所谓,所以接口可以继承多个接口。

2、如下图所示,该方法执行线程中的那块代码

山人分析:上图的代码结构为new Thread(){}.start(),利用Java基础知识可知,创建了一个Thread的子类,大括号中的run方法是对父类的重写,小括号中的代码是构造方法的传参。代码执行时应该优先调用子类重写父类的方法,因此线程会执行大括号中的方法体。

三种创建线程的方式对比下:

采用实现Runnable、Callable接口的方式创见多线程
优势是:
线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口,还可以继承其他类;在这种方式下,多个线程可以共享同一个target对象,所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况,从而可以将CPU、代码和数据分开,形成清晰的模型,较好地体现了面向对象的思想。
劣势是:
编程稍微复杂,如果要访问当前线程,则必须使用Thread.currentThread()方法。
使用继承Thread类的方式创建多线程
优势是:
编写简单,如果需要访问当前线程,则无需使用Thread.currentThread()方法,直接使用this即可获得当前线程。
劣势是:
线程类已经继承了Thread类,所以不能再继承其他父类。
个人感觉三种方式也就这点所谓的区别,实在找不出冠冕堂皇的区别了。

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