002-线程实现方式【thread、runnable、callale、thread和runnable对比】
一、概述
1、实现方式
在java中对于多线程实现一定要有一个线程的主类,而这个线程的主类往往是需要操作一些资源,但是对于多线程主类的实现是:
继承Thread父类
从java的Thread类继承实现多线程,也是实现其run方法,然后声明实例,并调用实例的start方法启动线程。
实现Runnable接口(Callable接口)
使用Runnable接口实现多线程需要两个步骤,首先实现Runnable接口类,然后声明Thread实例,调用thread实例的start方法,开始执行。
2、java Thread类的主要方法介绍
Thread的实例方法:
方法定义 |
方法说明 |
public void start() |
最常用的方法,顾名思义启动线程,即开始执行线程的run方法 |
public void run() |
如果线程重写了run方法,那么执行重写的方法,否则执行线程的Runnable接口中定义的run方法 |
public final void setName(String) |
设置线程的名称 |
public final void setPriority(int) |
设置线程的优先级(范围在1-10包含1,10) |
public final void setDeamon(boolean) |
设置线程是否是后台线程 |
public final void join(long) |
在另外一个线程中调用当前线程的join方法,会导致当前线程阻塞,直到另一线程执行完毕,或者超过参数指定毫秒数 |
public void interrupt() |
中断线程 |
public final boolean isAlive() |
线程是否处于存活状态,线程在启动和结束之前都处于存活状态 |
Thread类的常用静态方法:
方法定义 |
方法说明 |
public static void yield() |
使当前运行线程相同优先级的线程获得执行机会,类似sleep,但是只会将cpu让给相同优先级的线程 |
public static void sleep(long) |
使当前线程休眠指定毫秒的时间 |
public static boolean holdsLock(Object x) |
判断当前线程是否拥有对象的锁 |
public static Thread currentThread() |
获得当前线程实例 |
public static void dumpStack() |
打印当前线程的执行堆栈,这对多线程程序的调试很有帮助 |
二、继承Thread类
java.lang.Thread,子类继承Thread,之后覆写run方法,线程主方法
class MyThread extends Thread {
private String name;
public MyThread(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void run() {// 主方法
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(this.name + " i:" + i);
}
}
}
需要注意,所有线程都是编发执行,在某个时间段上会有多个线程交替执行。所以为了达到这样的目的,绝对不能够直接调用run方法,而是调用线程对象中的start方法
MyThread mt1 = new MyThread("线程A");
MyThread mt2 = new MyThread("线程B");
MyThread mt3 = new MyThread("线程C");
//mt1.run() 此时 就是方法调用顺序执行
mt1.start();
mt2.start();
mt3.start();
思考?为什么多线程启动不用run,而用start方法?源码
public synchronized void start() {
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException(); //异常说明
group.add(this);
boolean started = false;
try {
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
}
}
}
private native void start0();
源码解析:
1、throw new IllegalThreadStateException(); //异常说明
是Runtime异常,多次启动会抛出
2、start0()
调用native的本机操作系统函数
由于线程启动需要牵扯操作系统中资源的分配问题,所以具体的线程的启动需要根据不同操作系统有不同的实现,而JVM相当于根据系统中定义的start0()方法来根据不同的操作系统进行该方法的实现,这样在多线程的层次上start0()方法名称不变,而不同的操作系统上有不同的实现。
结论:只有Thread类的start()方法才能够进行操作系统的资源分配,所以启动多线程的方式永远就是调用thread类的start来实现。
三、实现Runnable接口
设计过程中尽量少继承普通类,出现单继承。尽量实现接口或者抽象类。
继承Thread类会产生单继承的局限操作,所以现在最好做法利用接口实现。
使用Runnable接口实现。Runnable接口的结构:
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
public abstract void run();//接口定义的抽象方法
}
此时的代码使用的是函数式接口,可以利用lambda表达式完成
1、常规实现
class MyThread2 implements Runnable {
private String name;
public MyThread2(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void run() {// 主方法
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(this.name + " i:" + i);
}
}
}
如果启动多线程只能依靠Thread类中的start方法,之前继承thread可以使用,现在继承Runnable接口没有此方法。
查看Thread类中的构造方法:public Thread(Runnable target)
MyThread2 mt21 = new MyThread2("线程A");
MyThread2 mt22 = new MyThread2("线程B");
MyThread2 mt23 = new MyThread2("线程C");
new Thread(mt21).start();
new Thread(mt22).start();
new Thread(mt23).start();
2、匿名内部类实现
String name = "线程对象";//以前必须加上finall,由于lamdba,可以不适用
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(name + " i:" + i);
}
}
}).start();
3、lamda实现【jdk1.8】
由于Runnable接口是函数式接口
String name = "线程对象";//以前必须加上finall,由于lamdba,可以不适用
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(name + " i:" + i);
}
}).start();
结论:只要给出的是函数式接口基本上就可以使用lamda表达式或者是方法引用
四、实现Callable接口【jdk1.5之后】
Runnable执行完毕,不能回调
从JDK1.5之后,对于多线程的实现多了一个Callable接口,在这个接口里面比Runnable接口唯一的强大之处,可以返回执行结果。此接口定义在package java.util.concurrent;包中。
定义:
@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
这个泛型表示的是返回值类型,call()方法就相当于run()方法。
使用:
class MyThread5 implements Callable<String> {
private int taket=5;
@Override
public String call() {// 主方法
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if(taket>0)
System.out.println("卖票 i:" + taket);
}
return "票卖完了!";
}
}
问题:现在Thread类中并没有提供接口Callable接口对象的操作。现在如何启动多线程??
为了分析启动的操作,需要分析继承结构
首先来观察java.util.concurrent.FutureTask<V>结构
方法调用
Callable<String> callable = new MyThread5();
//取得执行结果
FutureTask<String> task = new FutureTask<>(callable);
Thread thread = new Thread(task);
thread.start();
System.out.println(task.get());
对于此种方式没有特殊要求。一般使用Runnable方式
总结:
1.Thread有单继承局限。但是所有线程独享一定要通过Thread中的start启动。
2.Runnable可以避免单继承局限,建议使用
3.Callable比run唯一好处多了返回值的数据。但是使用复杂一些。
五、对于继承Thread方式和实现Runnable接口对比
1、区别和联系
1.多线程需要一个线程的主类,这个类要么继承Thread类,要么实现Runnable接口
2.使用Runnable接口可以比Thread类更好的实现数据共享的操作,并且利用Runnable接口可以避免单继承局限问题
2、分析
两种模式本质上来讲,一定使用Runnable接口实现,这样可以避免单继承局限,除了使用原则之外,还需要知道两种实现方式的联系:
1.Thread类的定义结构:
public class Thread implements Runnable
2.代码分析
class MyThread2 implements Runnable {
private String name;
public MyThread2(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void run() {// 主方法
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(this.name + " i:" + i);
}
}
}
main方法
MyThread2 mt21 = new MyThread2("线程A");
MyThread2 mt22 = new MyThread2("线程B");
MyThread2 mt23 = new MyThread2("线程C");
new Thread(mt21).start();
new Thread(mt22).start();
new Thread(mt23).start();
分析代码结构,整个代码的操作中使用的就是一个代理设计模式的结构,但是与传统的代理结构有差别。如果按照传统代理模式,现在要想启动多线程,理论上应该是run()方法,但是实质上调用的是start()方法,名称不符合。之所以这样是因为长期发展的产物,以前设计模式不成熟。2000年以后设计模式快速发展。
除了以上继承关联之外,还有一些区别:Runnable接口实现的多线程要比Thread类实现的多线更方便表示出数据共享的概念。
3.数据共享示例
示例:希望有三个线程卖票。
thread实现
class MyThread3 extends Thread {
private int taket=5;
@Override
public void run() {// 主方法
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if(taket>0)
System.out.println("卖票 i:" +taket);
}
}
}
main方法
MyThread3 mt31 = new MyThread3();
MyThread3 mt32 = new MyThread3();
MyThread3 mt33 = new MyThread3();
mt31.start();
mt32.start();
mt33.start();
每个线程各自卖各自的票,数据没有被共享
Runnable实现
class MyThread4 implements Runnable {
private int taket=5;
@Override
public void run() {// 主方法
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if(taket>0)
System.out.println("卖票 i:" + taket);
}
}
}
main方法实现
MyThread4 mt = new MyThread4();
new Thread(mt).start();
new Thread(mt).start();
new Thread(mt).start();
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