线程系列1--Java创建线程的几种方式及源码分析

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。