【多线程】线程初体验
上节讲了下线程和进程的基础知识，但是对于Java来说，可能讨论线程的时间会更多些，所以接下来的一系列文章都是着重在讨论线程。
创建线程
创建的线程的方式是老生常谈也是面试中喜欢问的问题之一了，网上的说法众说纷纭，说什么实现Runnable接口和实现Callable接口是同一种类型，这种说法也不是说错误，只不过需要看站在哪个角度看。但是这种细节其实没有必要太在意，不要钻牛角尖。
实现Runnable接口
实现Runnable接口，然后重写run() 方法，该方法定义了线程的工作方式和工作内容。
public class ImplementsRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------Runnable线程工作中。。。");
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
new Thread(new ImplementsRunnable()).start();
}
}
}
在main方法中，开启了50个线程运行，「开启线程其实就是新建了一个Thread，然后把实现Runnable接口的类作为参数传进去」，现在我们来看看运行的结果
可以看到虽然我们是按照顺序来新建线程的，但是线程的先后执行顺序是由CPU来控制的，可以说是「不可控」的，也正是这样才能说明了多线程在运行。
实现Callable接口
实现了接口后需要重写的是call() 方法
public class ImplementsCallable implements Callable {
@Override
public Object call() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--------callable线程工作中");
return "实现callable，有返回值";
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
ImplementsCallable callable = new ImplementsCallable();
FutureTask<String> task = new FutureTask<String>(callable);
new Thread(task).start();
System.out.println(task.get());
}
}
}
值得注意的是，在Thread类中的构造函数中，并没有参数为Callable的重载构造函数，基本上都是Runnable
而借助了FutureTask 这个类算是线程工作原理中比较重要的一个类，以后可能会专门出一篇文章来学习，FutureTask 是实现了RunnableFuture 接口，而该接口又是继承了Runnable 和Future 。
与实现Runnable接口方式最大的不同就是，「Callable接口有返回值」 ，这个返回值使用的场景是什么呢，比如在http调用中，需要返回某个结果，在多线程使用的情况下就会用到Callable和Future来实现。如何获取返回值呢，就是使用FutureTask中的get() 方法，让我们来看看运行结果
这里出现了一个有意思的问题，当我把「第14行代码注释后」 运行，出现以下结果，线程是混乱无序的，也正是期待的结果。
但是，当我「保留第14行代码多次运行」 ，又会出现以下结果，线程竟然变得有序了，「如果有知道为什么的小伙伴可以留言呀」
继承Thread类
继承Thread类后，Idea甚至没有提醒需要重写，需要「手动去重写」 run()方法
整体代码如下
public class ExtendsThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--------继承Thread的线程工作中");
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
new ExtendsThread().start();
}
}
}
代码比较简单，我们来看下结果，也是和预期一样
❝两种方式优先选择实现接口，因为Java不支持多继承，继承了Thread类就不能继承其他类，但是可以实现多个接口。而且就性能开销方面来看，继承整个Thread类显得比较臃肿。 ❞
线程常用方法
线程有关的方法有比较多种，这里着重讲下4种常用的方法。
start
在上述例子中可以发现每次开启一个线程基本都是使用了start() 方法来开启，那它是run() 方法的区别是什么呢
public class CommonMethod {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
startRunExample();
}
//start,run
public static void startRunExample() {
new MyThread().start();
new MyThread().run();
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
}
}
新建了一个类，然后创建一个内部类继承了Thread，调用了start() 和run() 两种方法，在主函数里面再调用封装的方法，来看下结果如何。
可以看到一个线程名字是主线程，一个是子线程，所以start() 方法是开启了一个线程，然后这个线程执行了run() 方法的内容。但是如果直接用run() 方法呢，就是主线程单纯地执行run() 方法的内容，并没有开启新的线程。
sleep
sleep是让当前线程睡眠，让出cpu给其它线程执行。
public class CommonMethod {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// startRunExample();
sleepExample();
// yieldExample();
// waitExample();
}
//省略start,run
//sleep
public static void sleepExample() throws InterruptedException {
new MyThread().start();
Thread.sleep(3000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
}
}
比如我开启了一个新的线程，但是我让主线程休眠3s再运行，结果应该先是Thread-0 is running 然后3s后输出main is running 。
为了做个对比，我把sleep代码给注释掉，再来看多几遍结果
可以看到两个线程的结果几乎是「同时出来」，至于哪个前哪个后在这个例子里不是我们能控制的。
yield
yield是指程序员「建议」计算机把当前线程占用的CPU让给其它线程，但是CPU鸟不鸟我们，又是另外一回事了，通俗地来说就是把线程从Running状态转换成Runnable状态。
❝再次强调是建议计算机把当前线程挂起，执行其它线程，但是做不做是计算机的事情。 ❞
再次新建一个内部类YieldThread
public class CommonMethod {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// startRunExample();
// sleepExample();
yieldExample();
// waitExample();
}
//省略start,run
//省略sleep
//yield
public static void yieldExample() throws InterruptedException {
YieldThread yieldThread = new YieldThread();
Thread thread = new Thread(yieldThread, "thread1");
Thread thread1 = new Thread(yieldThread, "thread2");
thread.start();
thread1.start();
}
}
class YieldThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running " + i);
if (Thread.currentThread().getName().equals("thread1")) {
Thread.yield();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " yield " + i);
}
}
}
其实这个「例子不太准确」，但是能够勉强看，整个run的逻辑就是每个线程跑10遍，每遍输出一个running，一个yield。但是当我们加了Thread.yield() 之后，预期结果是
thread1 is running
thread2 is running
thread2 yield
thread1 yield
就是thread1执行了running语句后，把cpu使用权交出来，cpu选择了执行thread2的一套逻辑后thread1再拿到cpu时间片来执行thread1 yield语句
接着来看下结果是否能和预期一样
可以看到只有「部分」能够和预期结果一样，当我们去掉了Thread.yield() 这行代码后呢
没错，你会发现「偶尔」也有这种情况发生，但是没有上面存在的频繁。是因为这两个线程有可能是并行的，而不是并发（交替运行的），所以两者同时执行了running语句，然后线程2接着执行了yield，线程1执行了yield。
❝这里说得「不一定准确」，所以说是不太准确的例子，如果有更好的理解和例子可以留言呀！！！ ❞
wait
相比于前面的yield而言，接下来的例子可控性更强一点，前者是建议，后者可以对应地说成强制。是把线程从Running状态转变成Block状态，直接挂起线程，没有外力唤醒前不会执行。
public class CommonMethod {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// startRunExample();
// sleepExample();
// yieldExample();
waitExample();
}
//省略start,run
//省略sleep
//省略yield
//wait
public static void waitExample() {
WaitThread waitThread = new WaitThread();
Thread thread1 = new Thread(waitThread, "thread1");
Thread thread2 = new Thread(waitThread, "thread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
}
class WaitThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running " + i);
if (Thread.currentThread().getName().equals("thread1")) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
逻辑都差不多，只不过把Thread.yield() 换成了wait() ，正常来说是线程名为thread1的线程只要执行一次就不再执行了，让我们来看下结果
和预期结果是一样的，并且还报错java.lang.IllegalMonitorStateException 。