操作系统（2）-创建线程的几种方式

原文链接： https://www.jianshu.com/p/22d6ebe1b30a

一、通过继承Thread类创建线程类

1.步骤

1. 定义Thread类的子类FirstThread，并重写run()方法。run()方法的方法体（线程执行体）就是线程要执行的任务。
2. 创建FirstThread类的实例。
3. 调用子类实例的star()方法来启动线程。

2.代码：

public class FirstThread extends Thread{    
    private int i;
    //重写run方法，
    public void run(){
        for(;i<1000 ;i++){
            System.out.println(getName()+"   "+i);
            //之所以可以直接调用Therad类的getName()方法，是因为该类继承了Thread类
        }
    }

    public static void main(String[] args)  {
        for(int i=0;i<100;i++){
            //获取当前线程：这里是主线程         
            System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            if(i == 20){
                //启动第一个线程
                new FirstThread().start();
                //启动第二个线程
                new FirstThread().start();
            }

        }

    }
}

部分结果：

Thread-1   731
Thread-0   16
Thread-1   732
Thread-0   17
Thread-1   733
Thread-0   18
Thread-1   734
Thread-0   19

3.分析结果

从结果可以看出，第一个线程与第二个线程在交替运行。而且，我们可以发现，线程1的变量从i从731到734连续，而线程2从16到19连续。这说明，虽然 i 是FirstThread类的实例变量而非局部变量，但因为程序每次创建线程时，都会创建一个对象（new FirstThread），所以线程1与线程2不会共享 i 这个实例变量。
所以，通过继承Thread类创建线程类时，多个线程之间无法共享该线程类的实例变量。

二、实现Runnable接口方式创建线程类

1.步骤

1. 定义Runnable接口实现类SecondThread类，并重写该接口的run()方法
2. 创建SecondThread的实例st
3. 以st作为target创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象啊，只不过该Thread线程，只负责执行target里的run()方法。
4. 调用线程对象的start()方法启动。

2.代码

public class SecondThread implements Runnable {
    private int i;
    @Override
    public void run() {
        for(;i<1000;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            //实现Runnable接口时，只能使用Thread类调用当前线程
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        SecondThread st = new SecondThread();//创建线程的target
        for(int i=0;i<100;i++){
            if(i==20){
                new Thread(st,"线程1").start();
                new Thread(st, "线程2").start();//两种方式
            }
        }

    }

}

结果片段1：

线程1 0
线程2 0
线程2 1
线程2 2
线程2 3
线程2 5
线程2 6

结果片段2：

线程2 306
线程2 307
线程1 4
线程1 308
线程1 309

分析结果

我们会发现，结果1片段中 i 变量没有4，而是出现在了片段2中，而且线程2当中没有i=4这个变量，则线程1就会有，即两个线程共享 i 这个变量。
所以，程序创建的SecondThread对象只是Thread类构造Thread(Runnable target, String name)中的target，该target可被多个线程共享。

三、使用Callable和Future创建线程

Callabled接口有点儿像是Runnable接口的增强版，它以call()方法作为线程执行体，call()方法比run()方法功能更强大。
call()方法可以有返回值，可以声明抛出异常类。
获取call()方法里的返回值: 通过FutureTask类（实现Future接口）的实例对象的get()方法得到，得到结果类型与创建TutureTask类给的泛型一致。

1. 步骤

1、 定义实现Callable接口的实现类，并实现call()方法。注意：Callable有泛型限制，与返回值类型一致。这里是Integer

public class ThirdThread implements Callable{//重写call()方法}

2、 再创建Callable实现类的实例tt。

ThirdThread tt = new ThirdThread();

3、 使用FutureTask类包装Callable的实例tt。

FutureTask task = new FutureTask(tt);//注意：泛型限制与返回结果一致。

4、以FutureTask对象（task）作为Thread的target来创建线程，并启动。

new Thread(task, "线程").start();

5、调用FutureTask对象（task）的get()方法获得返回值

Integer result = task.get();//会有异常

2.代码

public class ThirdThread implements Callable{

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

    public static void main(String[] args) {
        //创建Callable对象
        ThirdThread tt = new ThirdThread();
        FutureTask task = new FutureTask(tt);
        for(int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            if(i == 20){
                //创建线程              
                new Thread(task, "线程").start();
            }
        }
        try {
            //获取线程返回值
            Integer result = task.get();
            System.out.println(result);
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

3.结果分析

结果是，只能new一个Thread，即单线程，所以这么写于多线程是行不通的。需要创建一个能执行多个任务的服务。

4.Future接口控制Callable里任务的几个方法

1. boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) : 试图取消Callable里的任务，即中断线程。不一定会成功。
2. V get() : 得到Callable任务里call()方法的返回值 。调用该方法将会导致主线程被主阻塞。必须要等到子线程结束后才会得到返回值，得到返回值 后，主线程才能继续往下执行。
3. V get(long timeout,TimeUnit unit) : 也是得到返回值，但该方法会让程序阻塞timeout和unit指定的时间，若指定时间后还没有返回值 ，则抛出TimeoutException异常。
4. boolean isCanceled() : 如果在任务结束前被取消了，该方法就会返回true.
5. boolean isDone() : 如果Callalbe任务已完成，则返回true。

5.Callable接口方式的多线程示例

代码：

public class CallableAndFuture {  
    public static class MyCallableClass implements Callable {  

        private int i = 0;  

        public Integer call() throws Exception {  
            for(;i<1000;i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            }
            return i; 
        }  
    }  

    public static void main(String[] args) {  
        // 定义3个Callable类型的任务  
        MyCallableClass task1 = new MyCallableClass();  
        MyCallableClass task2 = new MyCallableClass();  
        MyCallableClass task3 = new MyCallableClass();  

        // 创建一个执行任务的服务  
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(3); 
        try {  
            // 提交并执行任务，任务启动时返回了一个Future对象，  
            // 如果想得到任务执行的结果或者是异常可对这个Future对象进行操作  
            Future future1 = es.submit(task1);  
            // 如果调用get方法，当前线程会等待任务执行完毕后才往下执行  
           // System.out.println("task1: " + future1.get());  

            Future future2 = es.submit(task2);  
            //System.out.println("task2 cancel: " + future2.cancel(true));  

            // 获取第三个任务的输出，因为执行第三个任务会引起异常  
            // 所以下面的语句将引起异常的抛出  
            Future future3 = es.submit(task3);  
            //System.out.println("task3: " + future3.get());  
        } catch (Exception e) {  
            System.out.println(e.toString());  
        }  
        // 停止任务执行服务  
        es.shutdownNow();  
    }  
} 

结果片段：

pool-1-thread-2 502
pool-1-thread-3 867
pool-1-thread-2 503
pool-1-thread-3 868
pool-1-thread-2 504
pool-1-thread-3 869
pool-1-thread-2 505
pool-1-thread-3 870
pool-1-thread-2 506
pool-1-thread-3 871
pool-1-thread-2 507

结果分析：
只要不调用get()方法，就不会阻塞，多个线程之间会交替执行；从序号可看出，每个线程的都是连续的，所以每个线程之间不共享实例变量 i ，这跟Thread方式是一样的。原因是每个线程我们都new了一个task的。

四、三种创建方式区别

首先三种方式都可以创建多线程。
Thread方式和Callable方式不能共享实例变量；而Runnalbe方式可共享，因为能共享target。
因为通过实现Runnable接口与Callable接口类似，只是Callable接口方式的call(）方法有返回值和可声明抛出异常，所以我们将这两种方式统称为RC方式。通过继承Thread类方式称为T方式。

1. RC方式优缺点：

1. 优点：

   1. 还可以继承其他类。
   2. 多个线程可共享一个target对象。适用于多个线程处理同一份资源的情况。

2. 缺点：
   编程稍稍复杂些。

2. T方式优缺点：

1. 优点：
   编程简单。

2. 缺点：
   因为单继承的限制，不能再继承其他类了。

综上分析：最好采用RC方式。

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参考文章

1. https://www.jianshu.com/p/22d6ebe1b30a