《Java多线程面试题》系列-创建线程的三种方法及其区别
1. 创建线程的三种方法及其区别
1.1 继承Thread类
首先，定义Thread类的子类并重写run()方法：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
public class MyFirstThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.printf("[MyFirstThread]输出:%d,当前线程名称:%s\n",
i, getName());
}
}
}
然后，创建该子类的实例并调用start()方法启动线程：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("主线程开始执行,当前线程名称:" +
Thread.currentThread().getName());
Thread firstThread = new MyFirstThread();
firstThread.start();
System.out.println("主线程执行结束,当前线程名称:" +
Thread.currentThread().getName());
}
}
运行结果如下所示：
主线程开始执行,当前线程名称:main
主线程执行结束,当前线程名称:main
[MyFirstThread]输出:0,当前线程名称:Thread-0
[MyFirstThread]输出:1,当前线程名称:Thread-0
[MyFirstThread]输出:2,当前线程名称:Thread-0
[MyFirstThread]输出:3,当前线程名称:Thread-0
[MyFirstThread]输出:4,当前线程名称:Thread-0
从运行结果可以看出以下2个问题：
程序中存在2个线程，分别为主线程main和自定义的线程Thread-0。
调用firstThread.start();，run()方法体中的代码并没有立即执行，而是异步执行的。
查看Thread类的源码，可以发现Thread类实现了接口Runnable：
public class Thread implements Runnable {
// 省略其它代码
｝
这里是重点，面试常问！
1.2 实现Runnable接口(推荐)
首先，定义Runnable接口的实现类并实现run()方法：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
public class MySecondThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.printf("[MySecondThread]输出:%d,当前线程名称:%s\n",
i, Thread.currentThread().getName());
}
}
}
然后，调用Thread类的构造函数创建Thread实例并调用start()方法启动线程：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
Runnable target = new MySecondThread();
Thread secondThread = new Thread(target);
secondThread.start();
}
}
运行结果如下所示：
主线程开始执行,当前线程名称:main
主线程执行结束,当前线程名称:main
[MySecondThread]输出:0,当前线程名称:Thread-0
[MySecondThread]输出:1,当前线程名称:Thread-0
[MySecondThread]输出:2,当前线程名称:Thread-0
[MySecondThread]输出:3,当前线程名称:Thread-0
[MySecondThread]输出:4,当前线程名称:Thread-0
可以看出，使用这种方式和继承Thread类的运行结果是一样的。
1.3 实现Callable接口
首先，定义Callable接口的实现类并实现call()方法：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
public class MyThirdThread implements Callable {
@Override
public Integer call() throws Exception {
Thread.sleep(6 * 1000);
return new Random().nextInt();
}
}
然后，调用FutureTask类的构造函数创建FutureTask实例：
Callable callable = new MyThirdThread();
FutureTask futureTask = new FutureTask<>(callable);
最后，调用Thread类的构造函数创建Thread实例并调用start()方法启动线程：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("主线程开始执行,当前线程名称:" +
Thread.currentThread().getName());
Callable callable = new MyThirdThread();
FutureTask futureTask = new FutureTask<>(callable);
new Thread(futureTask).start();
try {
System.out.println("futureTask.isDone() return:" + futureTask.isDone());
System.out.println(futureTask.get());
System.out.println("futureTask.isDone() return:" + futureTask.isDone());
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("主线程执行结束,当前线程名称:" +
Thread.currentThread().getName());
}
}
运行结果如下所示：
主线程开始执行,当前线程名称:main
futureTask.isDone() return:false
-1193053528
futureTask.isDone() return:true
主线程执行结束,当前线程名称:main
可以发现，使用Callable接口这种方式，我们可以通过futureTask.get()获取到线程的执行结果，而之前的2种方式，都是没有返回值的。
注意事项：调用futureTask.get()获取线程的执行结果时，主线程会阻塞直到获取到结果。
阻塞效果如下图所示：
1.4 区别
以下是重点，面试常问！
Java中，类仅支持单继承，如果一个类继承了Thread类，就无法再继承其它类，因此，如果一个类既要继承其它的类，又必须创建为一个线程，就可以使用实现Runable接口的方式。
使用实现Runable接口的方式创建的线程可以处理同一资源，实现资源的共享。
使用实现Callable接口的方式创建的线程，可以获取到线程执行的返回值、是否执行完成等信息。
关于第2点，可以通过如下示例来理解。
假如我们总共有10张票（共享的资源），为了提升售票的效率，开了3个线程来售卖，代码如下所示：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
public class SaleTicketThread implements Runnable {
private int quantity = 10;
@Override
public void run() {
while (quantity > 0) {
System.out.println(quantity-- + " is saled by " +
Thread.currentThread().getName());
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable runnable = new SaleTicketThread();
Thread saleTicketThread1 = new Thread(runnable);
Thread saleTicketThread2 = new Thread(runnable);
Thread saleTicketThread3 = new Thread(runnable);
saleTicketThread1.start();
saleTicketThread2.start();
saleTicketThread3.start();
}
因为3个线程都是异步执行的，因此每次的运行结果可能是不一样，以下列举2次不同的运行结果。
第1次运行结果：
10 is saled by Thread-0
8 is saled by Thread-0
7 is saled by Thread-0
5 is saled by Thread-0
9 is saled by Thread-1
3 is saled by Thread-1
2 is saled by Thread-1
1 is saled by Thread-1
4 is saled by Thread-0
6 is saled by Thread-2
第2次运行结果：
10 is saled by Thread-0
9 is saled by Thread-0
8 is saled by Thread-0
7 is saled by Thread-0
6 is saled by Thread-0
5 is saled by Thread-0
3 is saled by Thread-0
2 is saled by Thread-0
4 is saled by Thread-2
1 is saled by Thread-1
如果将上面的SaleTicketThread修改成继承Thread类的方式，就变成了3个线程各自拥有10张票，即变成了30张票，而不是3个线程共享10张票。
2. Thread类start()和run()的区别
2.1 示例
因为实现Runnable接口的优势，基本上实现多线程都使用的是该种方式，所以我们将之前定义的MyFirstThread也修改为实现Runnable接口的方式：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
public class MyFirstThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.printf("[MyFirstThread]输出:%d,当前线程名称:%s\n",
i, Thread.currentThread().getName());
}
}
}
然后仍然沿用之前定义的MyFirstThread、MySecondThread，我们先看下调用start()的效果：
package com.zwwhnly.springbootaction.javabase.thread;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("主线程开始执行,当前线程名称:" +
Thread.currentThread().getName());
Thread firstThread = new Thread(new MyFirstThread());
Runnable target = new MySecondThread();
Thread secondThread = new Thread(target);
firstThread.start();
secondThread.start();
System.out.println("主线程执行结束,当前线程名称:" +
Thread.currentThread().getName());
}
}
运行结果（注意：多次运行，结果可能不一样）：
主线程开始执行,当前线程名称:main
[MyFirstThread]输出:0,当前线程名称:Thread-0
[MyFirstThread]输出:1,当前线程名称:Thread-0
[MySecondThread]输出:0,当前线程名称:Thread-1
主线程执行结束,当前线程名称:main
[MySecondThread]输出:1,当前线程名称:Thread-1
[MySecondThread]输出:2,当前线程名称:Thread-1
[MySecondThread]输出:3,当前线程名称:Thread-1
[MySecondThread]输出:4,当前线程名称:Thread-1
[MyFirstThread]输出:2,当前线程名称:Thread-0
[MyFirstThread]输出:3,当前线程名称:Thread-0
[MyFirstThread]输出:4,当前线程名称:Thread-0
可以看出，调用start()方法后，程序中有3个线程，分别为主线程main、Thread-0、Thread-1，而且执行顺序不是按顺序执行的，存在不确定性。
然后将start()方法修改为run()方法，如下所示：
firstThread.run();
secondThread.run();
此时的运行结果如下所示（多次运行，结果是一样的）：
主线程开始执行,当前线程名称:main
[MyFirstThread]输出:0,当前线程名称:main
[MyFirstThread]输出:1,当前线程名称:main
[MyFirstThread]输出:2,当前线程名称:main
[MyFirstThread]输出:3,当前线程名称:main
[MyFirstThread]输出:4,当前线程名称:main
[MySecondThread]输出:0,当前线程名称:main
[MySecondThread]输出:1,当前线程名称:main
[MySecondThread]输出:2,当前线程名称:main
[MySecondThread]输出:3,当前线程名称:main
[MySecondThread]输出:4,当前线程名称:main
主线程执行结束,当前线程名称:main
可以看出，调用run()方法后，程序中只有一个主线程，自定义的2个线程并没有启动，而且执行顺序也是按顺序执行的。
1.2 总结
以下是重点，面试常问！
run()方法只是一个普通方法，调用之后程序会等待run()方法执行完毕，所以是串行执行，而不是并行执行。
start()方法会启动一个线程，当线程得到CPU资源后会自动执行run()方法体中的内容，实现真正的并发执行。
3. Runnable和Callable的区别
在文章前面的章节中（1.2 实现Runnable接口 和1.3 实现Callable接口），我们了解了如何使用Runnable、Callable接口来创建线程，现在我们分别看下Runable和Callable接口的定义，其中，Runable接口的定义如下所示：
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
Callable接口的定义如下所示：
public interface Callable {
V call() throws Exception;
}
由此可以看出，Runnable和Callable的区别主要有以下几点：
Runable的执行方法是run()，Callable的执行方法是call()
call()方法可以抛出异常，run()方法如果有异常只能在内部消化
实现Runnable接口的线程没有返回值，实现Callable接口的线程能返回执行结果
实现Callable接口的线程，可以和FutureTask一起使用，获取到线程是否完成、线程是否取消、线程执行结果，也可以取消线程的执行。
4. 源码及参考
源码地址：https://github.com/zwwhnly/springboot-action.git，欢迎下载。
Java中实现多线程的两种方式之间的区别
Java Thread 的 run() 与 start() 的区别
Java Runnable与Callable区别
Callable,Runnable比较及用法
Runnable和Callable的区别和用法
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