Java并发编程：Java创建线程的三种方式

原创

鄙人薛某 2021-04-15 18:23:08 ©著作权

文章标签 Java并发编程 文章分类 Java 后端开发

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引言
创建线程的三种方式
一、继承Thread类
二、实现Runnable接口
三、使用Callable和Future创建线程
三种方式的对比

引言

在日常开发工作中，多线程开发可以说是必备技能，好的程序员是一定要对线程这块有深入了解的，我是Java程序员，并且Java语言本身对于线程开发的支持是非常成熟的，所以今天我们就来入个门，学一下Java怎么创建线程。

创建线程的三种方式

Java创建线程主要有三种方式：

1、继承Thread类

2、实现Runnable接口

3、使用Callable和Future创建线程

下面分别讨论这三种方法的实现方式，以及它们之间的对比。

一、继承Thread类

步骤：

1、创建一个线程子类继承Thread类

2、重写run() 方法，把需要线程执行的程序放入run方法，线程启动后方法里的程序就会运行

2、创建该类的实例，并调用对象的start()方法启动线程

示例代码如下：

public class ThreadDemo extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        System.out.println("需要运行的程序。。。。。。。。");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new ThreadDemo();
        thread.start();
    }
}

当运行main方法后，程序就会执行run()方法里面的内容，执行完之后，线程也就随之消亡，为什么一定要重写run()方法呢？

点击方法的源码后，发现Thread的run()方法其实什么都没有做

public void run() {
    if (target != null) {
        target.run();
    }
}

public abstract void run();

如果run()里没有需要运行的程序，那么线程启动后就直接消亡了。想让线程做点什么就必须重写run()方法。同时，还需要注意的是，线程启动需要调用start()方法，但直接调用run() 方法也能编译通过，也能正常运行：

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new ThreadDemo();
    thread.run();
}

只是这样是普通的方法调用，并没有新起一个线程，也就失去了线程本身的意义。

二、实现Runnable接口

1、定义一个线程类实现Runnable接口，并重写该接口的run()方法，方法中依然是包含指定执行的程序。

2、创建一个Runnable实现类实例，将其作为target参数传入，并创建Thread类实例。

3、调用Thread类实例的start()方法启动线程。

public class RunnableDemo implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("我是Runnable接口......");
    }
    public static void main(String[] args) {

        RunnableDemo demo = new RunnableDemo();
        Thread thread = new Thread(demo);
        thread.start();
    }
}

这是基于接口的方式，比起继承Thread的方式要灵活很多，但需要多创建一个线程对象，打开源码可以发现，当把Runnable实现类的实例作为参数target传入后，赋值给当前线程类的target，而run()里执行的程序就是赋值进去的target的run()方法。

public Thread(Runnable target) {
    init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize, AccessControlContext acc) {
                      
        ...........这里省略部分源码..........
        
        this.target = target;
        setPriority(priority);
        if (parent.inheritableThreadLocals != null)
            this.inheritableThreadLocals =
                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
        /* Stash the specified stack size in case the VM cares */
        this.stackSize = stackSize;

        /* Set thread ID */
        tid = nextThreadID();
    }
    
    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }

三、使用Callable和Future创建线程

使用Callable创建线程和Runnable接口方式创建线程比较相似，不同的是，Callable接口提供了一个call() 方法作为线程执行体，而Runnable接口提供的是run()方法，同时，call()方法可以有返回值，而且需要用FutureTask类来包装Callable对象。

public interface Callable<V> {
    
    V call() throws Exception;
}

步骤：

1、创建Callable接口的实现类，实现call() 方法

2、创建Callable实现类实例，通过FutureTask类来包装Callable对象，该对象封装了Callable对象的call()方法的返回值。

3、将创建的FutureTask对象作为target参数传入，创建Thread线程实例并启动新线程。

4、调用FutureTask对象的get方法获取返回值。

public class CallableDemo implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int i = 1;
        return i;
    }

    public static void main(String[] args) {
        CallableDemo demo = new CallableDemo();
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>(demo);

        new Thread(task).start();
        try {

            System.out.println("task 返回值为：" + task.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

执行main方法后，程序输出如下结果：

task 返回值为：1

说明，task.get()确实返回了call() 方法的结果。那么其内部是怎么实现的呢。先打开FutureTask的构造方法，可以看到其内部是将Callable对象作为参数传递给当前实例的Callable成员，

public FutureTask(Callable<V> callable) {
    if (callable == null)
        throw new NullPointerException();
    this.callable = callable;
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

同时，将成员变量state置为NEW，当启动task后，其run方法就会执行Callable的call()方法，

public void run() {
    if (state != NEW ||
        !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                     null, Thread.currentThread()))
        return;
    try {
        Callable<V> c = callable;
        if (c != null && state == NEW) {
            V result;
            boolean ran;
            try {
            	//把call()的返回结果复制给result
                result = c.call();
                ran = true;
            } catch (Throwable ex) {
                result = null;
                ran = false;
                setException(ex);
            }
            if (ran)
            	//将结果设置给其他变量
                set(result);
        }
    } finally {
        // runner must be non-null until state is settled to
        // prevent concurrent calls to run()
        runner = null;
        // state must be re-read after nulling runner to prevent
        // leaked interrupts
        int s = state;
        if (s >= INTERRUPTING)
            handlePossibleCancellationInterrupt(s);
    }
}
protected void set(V v) {
        if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
        	//把传过来的值赋值给outcome成员
            outcome = v;
            UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, NORMAL); // final state
            finishCompletion();
        }
    }

run()方法中经过一系列的程序运行后，把call()的返回结果赋值给了outcome，然后当调用task.get()方法里获取的就是outcome的值了，这样一来，也就顺理成章的得到了返回结果。

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    int s = state;
    if (s <= COMPLETING)
        s = awaitDone(false, 0L);
    return report(s);
}
private V report(int s) throws ExecutionException {
        Object x = outcome;
        if (s == NORMAL)
        	//返回outcome的值
            return (V)x;
        if (s >= CANCELLED)
            throw new CancellationException();
        throw new ExecutionException((Throwable)x);
    }

可以看出，源码的运行逻辑还是比较清晰的，代码也比较容易理解，所以，我比较建议读者们有空可以多看看Java底层的源码，这样能帮助我们深入的理解功能是怎么实现的。