[重識多線程] 01- java多線程創建

一、什麼是線程

進程是代碼在數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，線程則是進程的一個執行路徑，一個進程中至少有一個線程，進程中的多個線程共享進程的資源。

操作系統在分配資源時是把資源分配給進程的，但是CPU資源比較特殊，它是被分配到線程的，因爲真正要佔用CPU運行的是線程，所以也說線程是CPU分配的基本單位。

以Java 爲例，我們啓動一個main函數時，實際上就是啓動了一個JVM 的進程，main函數所在的線程就是這個進程的一個線程，也稱爲主線程。一個JVM進程中有多個線程，多個線程共享進程的堆和方法區資源，但是每個線程有自己的程序計數器和棧區域。

二、從內存角度看線程

內存是非常重要的系統資源，是硬盤和CPU的中間倉庫及橋樑，承載着操作系統和應用程序的實時運行。JVM 內存佈局規定了 Java 在運行過程中內存申請、分配、管理的策略 ，保證了 JVM 的高效穩定運行。

如果按照線程是否共享來分類的話，如下圖所示：

三、線程創建和運行

Thread類：

package java.lang;
public class Thread implements Runnable {
	// 構造方法
	public Thread(Runnable target);
	public Thread(Runnable target, String name);
	
	public synchronized void start();
}

Runnable 接口

package java.lang;

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    pubic abstract void run();
}

3.1 繼承Thread類

其實現繼承關係圖爲：Thread 實現了Runnbale接口，並重寫了Run

其中target是一個Runnable對象，使用繼承的方式target爲null不會調用此方法

繼承的創建線程：

public class ThreadDemo01 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        System.out.println("MyThread");
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo01 thread1 = new ThreadDemo01();
        thread1.start();

    }
}

我們自己的MyThread線程類繼承Thread，重寫run方法

3.2 繼承Thread匿名內部類的寫法

public class ThreadDemo2 {

    public static void main(String[] args) {
        // 初始化線程實例
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(getName() + " is running");
            }
        }.start();
    }

}

這種方式主要是Thread接口的構造函數的區分，當target不爲空的時候，會執行匿名內部類裏面的run方法

3.3 實現Runnable方法

基於兩個參數的構造函數：

public class CreateThreadDemo3{
    public static void main(String[] args) {
        RunnableThreadTest runnableThreadTest = new RunnableThreadTest();
        new Thread(runnableThreadTest, "線程1").start();
        new Thread(runnableThreadTest, "線程2").start();
    }

}

/**
 * 實現Runnable接口的方式
 */
class RunnableThreadTest implements Runnable{

    private int i = 0;

    @Override
    public void run() {
        for (; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()  + " is running: " + i);
        }
    }
}

3.4 實現Runable接口匿名內部類的方式

public class ThreadDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化線程實例
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("匿名內部類...");
            }
        });
        thread.start();
    }
}

簡化java8的形式

public class ThreadDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化線程實例
        Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("匿名內部類..."));
        thread.start();
    }
}

3.5 繼承Callable接口創建線程

和Runnable接口不一樣，Callable接口提供了一個call()方法作爲線程執行體，call()方法比run()方法功能要強大：call()方法可以有返回值，可以聲明拋出異常。

public class ThreadDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        CallableTest callableTest = new CallableTest();
        FutureTask futureTask = new FutureTask<>(callableTest);
        new Thread(futureTask).start();
        try {
            System.out.println("子線程返回值：" + futureTask.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class CallableTest implements Callable{

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            sum += i;
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "running: " + sum);
        return sum;
    }
}

Java5提供了Future接口來接收Callable接口中call()方法的返回值。
Callable接口是 Java5 新增的接口，不是Runnable接口的子接口，所以Callable對象不能直接作爲Thread對象的target。

針對這個問題，引入了RunnableFuture接口，RunnableFuture接口是Runnable接口和Future接口的子接口(下圖所示)，可以作爲Thread對象的target （實現RunnableFuture接口的子類可以作爲Thread的target）。同時，Java5提供了一個RunnableFuture接口的實現類：FutureTask ，FutureTask可以作爲Thread對象的target。

看一下FutrueTask的實現，可以看出FutureTask即支持實現Callable接口的子類，也支持Runnable接口的子類，並且當傳過來的是Runnable接口的時候，會執行Executors的callable方法轉化爲callable接口的，執行的。

至於Future接口的原理，在後面的文章中再作分析，現在只是知道線程的創建方式。

四、創建線程的三種方式的對比

4.1 實現Runnable/Callable接口相比繼承Thread類的優勢

總體來說一般的業務代碼中都是採用實現Runnable接口或者是Callable接口

1. 可以避免java中單繼承的限制
2. 適合多個線程進行資源共享
3. 線程池只能放入Runable或Callable接口實現類，不能直接放入繼承Thread的類

4.2 Callable和Runnable的區別

1. Callable重寫的是call()方法，Runnable重寫的方法是run()方法
2. call()方法執行後可以有返回值，run()方法沒有返回值
3. call()方法可以拋出異常，run()方法不可以
4. 運行Callable任務可以拿到一個Future對象，表示異步計算的結果 。通過Future對象可以瞭解任務執行情況，可取消任務的執行，還可獲取執行結果

參考文章

https://juejin.im/post/5d9ab5dae51d4578453274ba

https://juejin.im/post/5ab116875188255561411b8a#heading-29

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