詳細分析 Java 中實現多線程的方法有幾種?(從本質上出發)

時間 2020-09-26

原文原文鏈接

詳細分析 Java 中實現多線程的方法有幾種?(從本質上出發)

詳細分析 Java 中實現多線程的方法有幾種?(從本質上出發)

正確的說法(從本質上出發)

實現多線程的官方正確方法: 2 種。java
Oracle 官網的文檔說明面試
方法小結多線程
- 方法一: 實現 Runnable 接口。架構
- 方法二: 繼承 Thread 類。ide

代碼示例工具

/**
 * <p>
 * 實現 Runnable 接口的方式建立線程
 * </p>
 *
 * @author 踏雪彡尋梅
 * @version 1.0
 * @date 2020/9/7 - 00:34
 * @since JDK1.8
 */
public class RunnableStyle implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("用 Runnable 方式實現線程~~~");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new RunnableStyle());
        thread.start();
    }
}

/**
 * <p>
 * 繼承 Thread 類的方式建立線程
 * </p>
 *
 * @author 踏雪彡尋梅
 * @version 1.0
 * @date 2020/9/7 - 00:37
 * @since JDK1.8
 */
public class ThreadStyle extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("用 Thread 方式實現線程~~~");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ThreadStyle().start();
    }
}

兩種方式的對比線程
- 方法一（實現 Runnable 接口）更好。code
- 方法二的缺點:對象
  1. 從代碼的架構去考慮，具體執行的任務也就是 run 方法中的內容，它應該和線程的建立、運行的機制也就是 Thread 類是解耦的。因此不該該把他們混爲一談。從解耦的角度，方法一更好。blog
  2. 該方法每次若是想新建一個任務，只能去新建一個獨立的線程，而新建一個獨立的線程這樣的損耗是比較大的，它須要去建立、而後執行，執行完了還要銷燬；而若是使用 Runnable 接口的方式，咱們就能夠利用線程池之類的工具，利用這些工具就能夠大大減少這些建立線程、銷燬線程所帶來的損耗。因此方法一相比於方法二的這一點，好在資源的節約上。
  3. 繼承了 Thread 類以後，因爲 Java 不支持雙繼承，那麼這個類就沒法繼承其餘的類了，這大大限制了咱們的可擴展性。
兩種方式的本質區別
- 方法一: 最終調用 target.run; ，經過如下兩圖能夠知道使用這個方法時其實是傳遞了一個 target 對象，執行了這個對象的 run 方法。
- 方法二: run() 整個都被重寫。一旦子類重寫了父類的方法，原有方法會被覆蓋被拋棄，即如下代碼不會被此次調用所採納。
- 綜上，兩種方法都是執行了 run 方法，只不過 run 方法的來源不一樣。

同時使用兩種方法會怎樣?

代碼演示

/**
* <p>
* 同時使用 Runnable 和 Thread 兩種實現線程的方式
* </p>
*
* @author 踏雪彡尋梅
* @version 1.0
* @date 2020/9/7 - 22:38
* @since JDK1.8
*/
@SuppressWarnings("all")
public class BothRunnableThread {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("我來自 Runnable。。。");
            }
        }) {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("我來自 Thread。。。");
            }
        }.start();
    }
}

運行結果
分析
1. 首先建立了一個匿名內部類 Thread。傳入了一個 Runnable 對象。
2. 而後重寫了 Thread 的 run 方法。最後啓動線程。
3. 由於重寫了 Thread 的 run 方法，因此它父類的 run 方法就被覆蓋掉了，因此即使傳入了 Runnable 對象也不會執行它。

總結
- 從以上的分析中，準確的講建立線程只有一種方式那就是構造 Thread 類，而實現線程的執行單元有兩種方式（run 方法的兩種不一樣實現狀況）。
  - 方法一: 實現 Runnable 接口的 run 方法，並把 Runnable 實例傳給 Thread 類，再讓 Thread 類去執行這個 run 方法。
  - 方法二: 重寫 Thread 的 run 方法（繼承 Thread 類）。

經典錯誤說法(從本質上出發)

」線程池建立線程也算是一種新建線程的方式。「

線程池建立線程代碼示例

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* <p>
* 線程池建立線程的方法
* </p>
*
* @author 踏雪彡尋梅
* @version 1.0
* @date 2020/9/7 - 23:05
* @since JDK1.8
*/
public class ThreadPools {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            // 添加任務
            executorService.submit(new Task() {});
        }
    }
}

class Task implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

線程池建立線程源碼(DefaultThreadFactory 中)
分析
- 經過線程池中的源碼，能夠知道線程池建立線程的方式本質上也是經過構造 Thread 的方式建立的。因此線程池建立線程的本質和上文中是同樣的。因此不能簡單的認爲線程池也是一種新的建立線程的方式。

」經過 Callable 和 FutureTask 建立線程，也算是一種新建線程的方式。「
- 類圖展現
- 分析
  - 從類圖中能夠知道這兩個建立線程的本質也是和以前的同樣的。
」無返回值是實現 Runnable 接口，有返回值是實現 Callable 接口，因此 Callable 是新的實現線程的方式。「
- 和第 2 點差很少。

定時器是新的實現線程的方式。

定時器實現線程代碼示例

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

/**
* <p>
* 定時器建立線程
* </p>
*
* @author 踏雪彡尋梅
* @version 1.0
* @date 2020/9/7 - 23:48
* @since JDK1.8
*/
public class DemoTimmerTask {
    public static void main(String[] args) {
        Timer timer = new Timer();
        timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        }, 1000, 1000);
    }
}

分析
- 和前面幾點同樣，定時器建立線程的方法最終本質也離不開上文中的那兩類方法。

匿名內部類和 Lambda 表達式的方式建立線程是新的建立線程方式。

實際上也和前面幾點同樣是一個表面現象，本質上仍是那兩種方法。

使用方式代碼示例

/**
* <p>
* 匿名內部類建立線程
* </p>
*
* @author 踏雪彡尋梅
* @version 1.0
* @date 2020/9/7 - 23:54
* @since JDK1.8
*/
public class AnonymousInnerClassDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 第一種
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        }.start();

        // 第二種
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        }).start();
    }
}

/**
* <p>
* Lambda 表達式建立線程
* </p>
*
* @author 踏雪彡尋梅
* @version 1.0
* @date 2020/9/7 - 23:58
* @since JDK1.8
*/
public class LambdaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName())).start();
    }
}

運行結果

總結
- 多線程的實現方式，在代碼中寫法變幻無窮，但其本質萬變不離其宗。

常見面試問題

有多少種實現線程的方法?思路有 5 點。
- 從不一樣的角度看，會有不一樣的答案。
- 典型答案是兩種。這兩種方式的對比。
- 從原理來看，兩種本質都是同樣的（都是實現 run 方法）。
- 具體展開說其餘方式（代碼的實現上的不一樣方式，原理仍是基於那兩個本質）。
- 將以上幾點作結論。
實現 Runnable 接口和繼承 Thread 類哪一種方式更好?
- 從代碼架構角度。（應該去解耦，兩件事情：1.具體的任務即 run 方法中的內容；2.和線程生命週期相關的如建立線程、運行線程、銷燬線程即 Thread 類去作的事情）
- 新建線程的損耗的角度。（繼承 Thread 類，須要新建線程、執行完以後還要銷燬，實現 Runnable 接口的方式能夠反覆的利用同一個線程，好比線程池就是這麼作的，用於線程生命週期的損耗就減小了）
- Java 不支持多繼承的角度。（對於擴展性而言）