Java單線程Thread框架原理

Java單線程有三種實現方法

1. 繼承Thread類，重寫run()，無返回值
2. 實現Runnable接口，重寫run()，無返回值
3. 實現Callable<V>接口，重寫call()方法，有返回值

Java的單線程框架

這三種實現方式都是套用的一個線程框架，以下是簡化的Thread類源碼：

// 線程任務定義接口
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

// 線程類實現（源碼簡化版）
public class Thread implements Runnable {
	private Runnable target;// 線程任務

	public Thread() {
	}

	public Thread(Runnable target) {
		this.target = target;
	}

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

	public synchronized void start() {
		start0();
	}

	// native方法由JVM底層C++實現，負責線程資源分配並啓動
	// 線程運行起來以後，會調用Java線程對象的run()方法執行線程任務
	private native void start0();
}

第一種方法：繼承Thread類

這種方法的實現原理是利用面向對象編程的三大特性之一：

繼承

通過繼承父類Thread重寫run()方法，達到線程任務的具體化。

public class MyThread extends Thread {
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("重寫框架的線程任務調用邏輯");
	}

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

第二種方法：實現Runnable接口

這種方法纔是單線程Thread的框架本意，通過Thread構造方法接收線程任務，然後運行自身定義好的run()方法邏輯，執行線程任務。

public class MyRunnable implements Runnable {
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("實現具體的線程任務");
	}

	public static void main(String[] args) {
		new Thread(() -> System.out.println("線程任務")).start();
	}
}

第三種方法：實現Callable接口

這種方法與前兩種方法最大的區別就是有返回值，啓動線程並執行任務的代碼途徑與第二種方法一樣，只是多了一層FutureTask封裝，而FutureTask也是一個Runnable的實現，多這一層的目的就是爲了線程任務的返回值。

public class MyCallable implements Callable<String> {
	@Override
	public String call() throws Exception {
		System.out.println("任務實現");
		return "線程執行結果";
	}

	public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
		FutureTask<String> task = new FutureTask<>(new MyCallable());
		new Thread(task).start();
		String result = task.get();// 阻塞當前線程，等待返回值
		System.out.println(result);
	}
}

task.get()會阻塞當前線程，直到線程任務執行完畢，可以拿到返回值，或者線程任務執行出錯，拋出異常。

至於task.get()的阻塞原理，又是另一個問題了。