【Java併發編程】Runnable和Thread實現多線程的區別

 Java中實現多線程有兩種方法：繼承Thread類、實現Runnable接口。一個類只要繼承了Thread類同時覆寫了本類中的run()方法就可以實現多線程操作了，但是一個類只能繼承一個父類，這是此方法的侷限。在程序開發中只要是多線程，肯定永遠以實現Runnable接口爲主，因爲實現Runnable接口相比繼承Thread類有如下優勢：

    1、可以避免由於Java的單繼承特性而帶來的侷限；

    2、增強程序的健壯性，代碼能夠被多個線程共享，代碼與數據是獨立的；

    3、適合多個相同程序代碼的線程區處理同一資源的情況，即資源共享。

    下面以典型的買票程序（基本都是以這個爲例子）爲例，來說明二者的區別。

    首先通過繼承Thread類實現，代碼如下：

class MyThread extends Thread{  
    private int ticket = 5;  
    public void run(){  
        for (int i=0;i<5;i++)  
        {  
            if(ticket > 0){  
                System.out.println("currentThread id = "+currentThread().getId()+"  ticket = " + ticket--);
            }  
        }  
    }  
}  
  
public class ThreadDemo{  
    public static void main(String[] args){  
        new MyThread().start();  
        new MyThread().start();  
        new MyThread().start();  
    }  
}  

某次的執行結果如下：

  從結果中可以看出，共新建了三個線程，線程ID分別爲10,11,12，每個線程單獨賣了5張票，即獨立地完成了賣票的任務，但實際應用中，比如火車站售票，需要多個線程去共同完成任務，在本例中，即多個線程共同只買5張票。

    下面是通過實現Runnable接口實現的多線程程序，代碼如下：

  class MyThread implements Runnable{
        private int ticket = 5;
        public void run(){
            for (int i=0;i<5;i++)
            {
                if(ticket > 0){
                    System.out.println("ticket = " + ticket--);
                }
            }
        }
    }

    public class RunnableDemo{
        public static void main(String[] args){
            MyThread my = new MyThread();
            new Thread(my).start();
            new Thread(my).start();
            new Thread(my).start();
        }
    }

某次的執行結果如下:

從結果中可以看出，三個線程一共賣了5張票，即它們共同完成了買票的任務，實現了資源的共享。

   針對以上代碼補充三點：

    1、在第二種方法（Runnable）中，ticket輸出的順序並不是54321，這是因爲線程執行的時機難以預測，ticket--並不是原子操作。

    2、在第一種方法中，我們new了3個Thread對象，即三個線程分別執行三個對象中的代碼，因此便是三個線程去獨立地完成賣票的任務；而在第二種方法中，我們同樣也new了3個Thread對象，但只有一個Runnable對象，3個Thread對象共享這個Runnable對象中的代碼，因此，便會出現3個線程共同完成賣票任務的結果。如果我們new出3個Runnable對象，作爲參數分別傳入3個Thread對象中，那麼3個線程便會獨立執行各自Runnable對象中的代碼，即3個線程各自賣5張票。

    3、在第二種方法中，由於3個Thread對象共同執行一個Runnable對象中的代碼，因此可能會造成線程的不安全，比如可能ticket會輸出-1（如果我們System.out....語句前加上線程休眠操作，該情況將很有可能出現），這種情況的出現是由於，一個線程在判斷ticket爲1>0後，還沒有來得及減1，另一個線程已經將ticket減1，變爲了0，那麼接下來之前的線程再將ticket減1，便得到了-1。同樣道理也可能出現兩個相同的票，比如兩個3或兩個5。這就需要加入同步操作（即互斥鎖），確保同一時刻只有一個線程在執行每次for循環中的操作。而在第一種方法中，並不需要加入同步操作，因爲每個線程執行自己Thread對象中的代碼，不存在多個線程共同執行同一個方法的情況。如下圖，多次執行後出現的多線程未同步問題：

如何解決上面的多線程同步問題呢？有些同鞋喜歡在ticket變量前加上volatile, 能解決麼？volatile只能保證線程在每次操作ticket變量前會從主內存中讀此時的ticket值，如果某個線程A剛從主內存中讀完ticket的值，還沒執行--操作，就被打斷，系統調度另一個線程B執行--操作了，這樣等A線程回到執行後，再執行--，這時A拿到的值還是B線程執行--以前的值了。這樣導致出現賣出相同的票。正確的寫法如下：

 class MyThread implements Runnable{
        private volatile int ticket = 5;
        public void run(){
            while(ticket>0) {
                synchronized (this){
                    if(ticket>0) {
                        System.out.println("ticket = " + ticket--);
                    }
                }
            }
        }
    }

使用synchronized關鍵字，保證同一時間只有一個線程執行賣票事件，注意裏面的if(ticket > 0)判斷不能去掉，去掉會造成負數票的出現。

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