Java 多線程啓動爲什麼調用 start() 方法而不是 run() 方法?
多線程在工作中多多少少會用到,我們知道啓動多線程調用的是 start() 方法,而不是 run() 方法,你知道原因嗎?
在探討這個問題之前,我們先來了解一些多線程的基礎知識~
線程的狀態
Java 中,定義了 6 種線程狀態,在 Thread 類可以找到:
// 爲了節約空間,我刪除了註釋
public enum State {
NEW,//初始狀態
RUNNABLE,//運行狀態
BLOCKED,// 阻塞狀態
WAITING,//等待狀態
TIMED_WAITING,//超時等待狀態
TERMINATED;//終止狀態
}
這 6 種狀態之間的關聯,可以看下面這張圖:
這張圖描述的還是非常詳細的,結合這張圖,來說說這幾種狀態分別代表着什麼意思:
1、NEW 表示線程創建成功,但沒有運行,在 new Thread 之後,沒有 start 之前,線程都處於 NEW 狀態;
2、RUNNABLE 表示線程正在運行中,當我們運行 strat 方法,子線程被創建成功之後,子線程的狀態變成 RUNNABLE;
3、TERMINATED 表示線程已經運行結束,子線程運行完成、被打斷、被中止,狀態都會從 RUNNABLE 變成 TERMINATED;
4、BLOCKED 表示線程被阻塞,如果線程正好在等待獲得 monitor lock 鎖,比如在等待進入 synchronized 修飾的代碼塊或方法時,會從 RUNNABLE 變成 BLOCKED;
5、 WAITING 和 TIMED_WAITING 都表示等待,現在在遇到 Object#wait、Thread#join、
LockSupport#park 這些方法時,線程就會等待另一個線程執行完特定的動作之後,才能結
束等待,只不過 TIMED_WAITING 是帶有等待時間的;
優先級
優先級代表線程執行的機會的大小,優先級高的可能先執行,低的可能後執行。
在 Java 源碼中,優先級從低到高分別是 1 到 10,線程默認 new 出來的優先級都是 5,源碼如下:
/**
- The minimum priority that a thread can have.
*/
public final static int MIN_PRIORITY = 1;
/**
- The default priority that is assigned to a thread.
*/
public final static int NORM_PRIORITY = 5;
/**
- The maximum priority that a thread can have.
*/
public final static int MAX_PRIORITY = 10;
線程得創建方式
我們創建多線程有兩種方式,一種是繼承 Thread 類,另一種是實現 Runnable 接口。兩種方式的使用,如下所示:
1、繼承 Thread,成爲 Thread 的子類
public class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("我是通過繼承 Thread 類實現的~");
}
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
// 啓動線程
thread.start();
}
}
2、實現 Runnable 接口
public class MyThread1 {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("我是通過 runnable 方式實現的~");
}
});
// 啓動線程
thread.start();
}
}
不管使用哪一種方式,啓動線程都是thread.start()方法,如果你做過實驗的話,你會發現 thread.run()也可以執行,爲什麼就一定需要調用thread.start()方法呢?
先說說結論:首先通過對象.run()方法可以執行方法,但是不是使用的多線程的方式,就是一個普通的方法,要想實現多線程的方式,一定需要通過對象.start()方法。
想要弄明白一個問題,最好的辦法就是從源碼入手,我們也從這兩個方法的源碼開始,先來看看 start 方法的源碼:
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".
*/
// 沒有初始化,拋出異常
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);
// 是否啓動的標識符
boolean started = false;
try {
// start0() 是啓動多線程的關鍵
// 這裏會創建一個新的線程,是一個 native 方法
// 執行完成之後,新的線程已經在運行了
start0();
// 主線程執行
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 */
}
}
}
start 方法的源碼也沒幾行代碼,註釋也比較詳細,最主要的是 start0() 方法,這個後面在解釋。再來看看 run() 方法的源碼:
@Override
public void run() {
// 簡單的運行,不會新起線程,target 是 Runnable
if (target != null) {
target.run();
}
}
run() 方法的源碼就比較簡單的,就是一個普通方法的調用,這也印證了我們上面的結論。
接下來我們就來說一說這個 start0() 這個方法,這個是真正實現多線程的關鍵,start0() 代碼如下:
private native void start0();
start0 被標記成 native ,也就是本地方法,並不需要我們去實現或者瞭解,爲什麼 start0() 會標記成 native ?
這個要從 Java 跨平臺說起,看下面這張圖:
start() 方法調用 start0() 方法後,該線程並不一定會立馬執行,只是將線程變成了可運行狀態。具體什麼時候執行,取決於 CPU ,由 CPU 統一調度。
我們又知道 Java 是跨平臺的,可以在不同系統上運行,每個系統的 CPU 調度算法不一樣,所以就需要做不同的處理,這件事情就只能交給 JVM 來實現了,start0() 方法自然就表標記成了 native。
最後,總結一下,Java 中實現真正的多線程是 start 中的 start0() 方法,run() 方法只是一個普通的方法。