【Java并发编程】Runnable和Thread实现多线程的区别

 Java中实现多线程有两种方法:继承Thread类、实现Runnable接口。一个类只要继承了Thread类同时覆写了本类中的run()方法就可以实现多线程操作了,但是一个类只能继承一个父类,这是此方法的局限。在程序开发中只要是多线程,肯定永远以实现Runnable接口为主,因为实现Runnable接口相比继承Thread类有如下优势:

    1、可以避免由于Java的单继承特性而带来的局限;

    2、增强程序的健壮性,代码能够被多个线程共享,代码与数据是独立的;

    3、适合多个相同程序代码的线程区处理同一资源的情况,即资源共享。


    下面以典型的买票程序(基本都是以这个为例子)为例,来说明二者的区别。

    首先通过继承Thread类实现,代码如下:

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();  
    }  
}  
某次的执行结果如下:



  从结果中可以看出,共新建了三个线程,线程ID分别为10,11,12,每个线程单独卖了5张票,即独立地完成了卖票的任务,但实际应用中,比如火车站售票,需要多个线程去共同完成任务,在本例中,即多个线程共同只买5张票。

    下面是通过实现Runnable接口实现的多线程程序,代码如下:

  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();
        }
    }
某次的执行结果如下:

从结果中可以看出,三个线程一共卖了5张票,即它们共同完成了买票的任务,实现了资源的共享。


   针对以上代码补充三点:

    1、在第二种方法(Runnable)中,ticket输出的顺序并不是54321,这是因为线程执行的时机难以预测,ticket--并不是原子操作。

    2、在第一种方法中,我们new了3个Thread对象,即三个线程分别执行三个对象中的代码,因此便是三个线程去独立地完成卖票的任务;而在第二种方法中,我们同样也new了3个Thread对象,但只有一个Runnable对象,3个Thread对象共享这个Runnable对象中的代码,因此,便会出现3个线程共同完成卖票任务的结果。如果我们new出3个Runnable对象,作为参数分别传入3个Thread对象中,那么3个线程便会独立执行各自Runnable对象中的代码,即3个线程各自卖5张票。

    3、在第二种方法中,由于3个Thread对象共同执行一个Runnable对象中的代码,因此可能会造成线程的不安全,比如可能ticket会输出-1(如果我们System.out....语句前加上线程休眠操作,该情况将很有可能出现),这种情况的出现是由于,一个线程在判断ticket为1>0后,还没有来得及减1,另一个线程已经将ticket减1,变为了0,那么接下来之前的线程再将ticket减1,便得到了-1。同样道理也可能出现两个相同的票,比如两个3或两个5。这就需要加入同步操作(即互斥锁),确保同一时刻只有一个线程在执行每次for循环中的操作。而在第一种方法中,并不需要加入同步操作,因为每个线程执行自己Thread对象中的代码,不存在多个线程共同执行同一个方法的情况。如下图,多次执行后出现的多线程未同步问题:


如何解决上面的多线程同步问题呢?有些同鞋喜欢在ticket变量前加上volatile, 能解决么?volatile只能保证线程在每次操作ticket变量前会从主内存中读此时的ticket值,如果某个线程A刚从主内存中读完ticket的值,还没执行--操作,就被打断,系统调度另一个线程B执行--操作了,这样等A线程回到执行后,再执行--,这时A拿到的值还是B线程执行--以前的值了。这样导致出现卖出相同的票。正确的写法如下:

 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关键字,保证同一时间只有一个线程执行卖票事件,注意里面的if(ticket > 0)判断不能去掉,去掉会造成负数票的出现。

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