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创建线程到底有多少种方式?


大家好,我是狗哥。好久没有更新原创文章了。主要是因为今年上半年这段时间都在忙着运营我的小号:上路的狗哥,主要分享一些职场以及生活中的高效又有趣的工具,比如:某度网盘提速工具、免费的 OCR 识别工具、免费听全网音乐的 APP 以及免费看全网影视的 APP 等等,感兴趣的可以关注一下。

经过半年的运营,小号在完全零推广的情况下累计了 1.3W 铁粉。为什么突然又更新技术原创文章了?主要是因为写代码才是我的主业,公众号只是个人兴趣。做事不能本末倒置,所以决定以后还是要周更这个技术公众号。

一个问题

话不多说,金九银十,很多同学马上就要参加秋招了。而多线程肯定是面试必问的,开篇之前,问大家一个问题:创建线程到底有几种方式?

  • 基础答案( 回答错误):两种,继承 Thread 和 实现 Runnable
  • 进阶答案( 回答错误):多种,继承 Thread 、实现 Runnable、线程池创建、Callable 创建、Timer 创建等等

相信以上答案很多同学都能答出来。但它们都是错误的,其实创建线程的方式只有一种。为什么?狗哥你丫逗我么?横看竖看,至少也得两种呀。别急,放下刀。且听我慢慢分析:

第一种:继承 Thread

首先是继承 Thread,创建线程最经典的方法,这种方法很常见啦。刚入门的时候,狗哥写过不知道多少遍了。它的写法是这样的:

public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("通过集成 Thread 类实现线程");
    }

}

// 如何使用
new MyThread().start()

如代码所示:继承 Thread 类,并重写了其中的 run () 方法,之后直接调用 start () 即可实现多线程。相信上面这种方式你一定非常熟悉,并且经常在工作中使用它们。

第二种:实现 Runnable

也是最常用的方法,写法如下:

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("通过实现 Runnable 方式实现线程");
    }

}

// 使用
// 1、创建MyRunnable实例
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
//2.创建Thread对象
//3.将MyRunnable放入Thread实例中
Thread thread = new Thread(runnable);
//4.通过线程对象操作线程(运行、停止)
thread.start();

如代码所示,这种方法其实是定义一个线程执行的任务(run 方法里面的逻辑)并没有创建线程。它首先通过 MyRunnable 类实现 Runnable 接口,然后重写 run () 方法,之后还要把这个实现了 run () 方法的实例传到 Thread 类中才可以实现多线程

第三种:线程池创建线程

说完这两种在工作中最常用的,我们再说说第三种。在 Java 中,我们创建线程池是这样的:

// 10 是核心线程数量
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

点进去 newFixedThreadPool 源码,在 IDEA 中调试,可以发现它的调用链是这样的:

Executors.newFixedThreadPool(10) --> new ThreadPoolExecutor(一堆参数) --> Executors.defaultThreadFactory() 

可以发现最终还是调用了 Executors.defaultThreadFactory() 方法,而这个方法的源码是这样的:

static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
    // 线程池序号
    static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
    // 线程序号
    final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
    // 线程组
    final ThreadGroup group;
    // 线程池前缀
    final String namePrefix;

    DefaultThreadFactory() {
        SecurityManager s = System.getSecurityManager();
        group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
                Thread.currentThread().getThreadGroup();
        namePrefix = "pool-" +
                poolNumber.getAndIncrement() +
                "-thread-";
    }

    /**
     * 重点方法
     * @param r
     * @return
     */

    @Override
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread t = new Thread(group, r,
                namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
                0);
        // 是否是守护线程
        if (t.isDaemon()) {
            t.setDaemon(false);
        }
        // 设置优先级
        if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY) {
            t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
        }
        return t;
    }
}

如上源码所示:线程池创建线程本质上是默认通过 DefaultThreadFactory 线程工厂来创建的。它可以设置线程的一些属性,比如:是否守护线程、优先级、线程名、等等。

但无论怎么设置,最终它还是需要通过 new Thread () 创建线程的。所以 线程池创建线程并没有脱离以上的两种基本的创建方式

第四种:Callable 创建

第四种是有返回值的 Callable 创建线程,用法是这样的:

public class MyCallable implements Callable<Integer{

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        return new Random().nextInt();
    }

    // 使用方法
    // 1、创建线程池
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
    // 2、提交任务,并用 Future提交返回结果
    Future< Integer > future = service.submit(new MyCallable());

}

Callable 与 Runnable 名字还有点像,区别在于 Runnable 是无返回值的。它们的本质都是定义线程要做的任务(call 或 run 方法里面的逻辑),而不是说他们本身就是线程。但无论有无返回值,它们都是需要被线程执行。

如代码所示,它们可以提交到线程池执行,通过 sumbit 方法提交。这时就参考方式三,由线程工厂负责创建线程。当然,还有其他方法执行 Callable 任务。但是不管怎么说,它还是离不开实现 Runnable 接口和继承 Thread 类这两种方式

第五种:Timer 创建

我们使用 Timer 的方式如下:

public class MyTimer {

    public static void main(String[] args) {
        timer();
    }

    /**
     * 指定时间 time 执行 schedule(TimerTask task, Date time)
     */

    public static void timer() {
        Timer timer = new Timer();
        // 设定指定的时间time,此处为2000毫秒
        timer.schedule(new TimerTask() {
            public void run() {
                System.out.println("执行定时任务");
            }
        }, 2000);
    }

}

如代码所示,Timer 定时器在两秒之后执行一些任务,它也确实创建了线程,但是深入源码:

private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);

public Timer() {
    this("Timer-" + serialNumber());
}

public Timer(String name) {
    thread.setName(name);
    thread.start();
}

class TimerThread extends Thread {
    // 省略内部方法
}

注意到 TimerThread ,它还是继承于 Thread ,所以 Timer 创建线程最后又绕回到最开始说的两种方式了。

为什么只有一种方式?

有同学可能说,狗哥你这扯半天不还是两种方式么?我答对了呀。。。别急,容我喝口水,下面分析为何说它是一种?

注意到 Thread 类中有一个 run 方法:

private Runnable target;

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

先看实现 Runnable 方式,它启动线程还是需要调用 start 方法(因为是 Native 方法我们看不到具体逻辑),但是线程要执行任务必须还是要调用 run 方法(不然线程执行的是啥?)。

我们看代码,run 方法非常简单。它判断 target 不为 null 就直接执行 target 的 run 方法。而 target 正是我们实现的 Runnable ,使用 Runnable 接口实现线程时传给 Thread 类的对象

在看继承 Thread 方式,它调用 thread.start (),最终调用的还是 run 方法(run () 里面是任务)。只不过这个 run () 是我们已经重写的 run () 而不是上面 Runnable (target) 的 run ()。

看到这里可算明白了,事实上创建线程本质只有一种方式,就是构造一个 Thread 类,这是创建线程的唯一方式,不同的只是 run 方法(执行内容)的实现方式

任务的来源

1、2 两种方式它们的不同点仅仅在于实现线程执行内容的不同,那么运行内容来自于哪里呢?

本质上,实现线程只有一种方式,而要想实现线程执行的内容,却有两种写法:

  • 实现 Runnable 接口从而实现 run () 的方式
  • 继承 Thread 类重写 run () 方法的方式

然后把我们想要执行的代码传入,让线程去执行。在此基础上,如果我们还想有更多实现线程的方式,比如线程池、Callable 以及 Timer 定时器,只需要在此基础上进行封装即可

哪种写法好?

答案是:Runnable 写法

理由:

  • 易于扩展

这个不多说,Java 是单继承。如果使用继承 Thread 的写法。将不利于后续扩展。

  • 解耦

用 Runnable 负责定义 run () 方法(执行内容)。这种情况下,它与 Thread 实现了解耦。Thread 负责线程的启动以及相关属性设置。

  • 性能

在一些情况下可以提高性能。比如:线程执行的内容很简单,就是打印个日志。如果使用 Thread 实现,那它会从线程创建到销毁都要走一遍,需要多次执行时,还需要多次走这重复的流程,内存开销非常大。

但是我们使用 Runnable 就不一样了。可以把它扔到线程池里面,用固定的线程执行。这样,显然是可以提高效率的。

巨人的肩膀

  • Java 并发编程 78 讲 — 徐隆曦

-END-

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