8.创建和启动Java线程

● Java线程视频教程

● 创建和启动线程

● Thread子类

● Runnable接口的实现

    ○ Java类实现Runnable

    ○ Runnable的匿名实现

    ○ Java Lambda的方式实现Runnable

    ○ 使用Runnable启动线程

● 使用子类还是Runnable?

● 常见陷阱:调用run()代替start()

● 线程名

● Thread.currentThread()

● Java线程示例

● 暂停线程

● 停止线程


Java线程就像一个虚拟CPU,可以在Java应用程序内部执行Java代码。 启动Java应用程序时,其main()方法由主线程执行-主线程是由Java VM创建的用于运行您的应用程序的特殊线程。 在应用程序内部,您可以创建和启动更多线程,这些线程可以与主线程并行执行应用程序代码的某些部分。

Java线程是与任何其他Java对象一样的对象。 线程是java.lang.Thread类的实例,或者此类的子类实例。 除了成为对象之外,java线程还可以执行代码。 在本Java线程教程中,我将解释如何创建和启动线程。

Java线程视频教程

如果您喜欢视频,请参阅以下Java Threads教程的视频版本。

创建和启动线程

用Java创建线程是这样完成的:

Thread thread = new Thread();

要启动Java线程,您将调用其start()方法,如下所示:

thread.start();

这个例子没有为线程指定任何代码来执行。 因此,线程在启动后将立即再次停止。

有两种方法可以指定线程应执行的代码。 第一种是创建Thread的子类并覆盖run()方法。 第二种方法是将实现Runnable的对象(java.lang.Runnable)传递给Thread构造函数。下面介绍这两种方法。

Thread子类

指定线程要运行什么代码的第一种方法是创建Thread的子类并覆盖run()方法。 调用start()后,线程将执行run()方法。 这是创建Java Thread子类的示例:

public class MyThread extends Thread {

    public void run(){

      System.out.println("MyThread running");

    }

  }

要创建并启动上述线程,您可以执行以下操作:

MyThread myThread = new MyThread();

  myTread.start();

一旦线程启动,start()调用将返回。 它不会等到run()方法完成。 run()方法将像由另一个CPU执行一样执行。 当run()方法执行时,它将打印出文本“ MyThread running”。

您还可以像这样创建Thread的匿名子类:

Thread thread = new Thread(){

    public void run(){

      System.out.println("Thread Running");

    }

  }

  thread.start();

一旦新线程执行了run()方法,本示例将打印出文本“ Thread running”。

Runnable接口的实现

指定线程应运行什么代码的第二种方法是创建一个实现java.lang.Runnable接口的类。 可以通过Java线程执行实现Runnable接口的Java对象。 本教程的稍后部分将介绍如何完成此操作。

Runnable接口是Java平台随附的标准Java接口。 Runnable接口只有一个方法run()。 基本上,这是Runnable界面的外观:

public interface Runnable() {

    public void run();

}

run()方法的实现中必须包括该线程在执行时应该执行的操作。 有三种方法可以实现Runnable接口:

    1.创建一个实现Runnable接口的Java类。

    2.创建一个实现Runnable接口的匿名类。

    3.创建一个实现Runnable接口的Java Lambda。

以下各节将说明所有这三个选项。

Java类实现Runnable

实现Java Runnable接口的第一种方法是创建自己的实现Runnable接口的Java类。 这是实现Runnable接口的自定义Java类的示例:

public class MyRunnable implements Runnable {

    public void run(){

      System.out.println("MyRunnable running");

    }

  }

Runnable实现的所有作用是打印出MyRunnable运行文本。 打印完该文本后,run()方法退出,并且运行run()方法的线程将停止。

Runnable的匿名实现

您还可以创建Runnable的匿名实现。 这是实现Runnable接口的匿名Java类的示例:

Runnable myRunnable =

    new Runnable(){

        public void run(){

            System.out.println("Runnable running");

        }

    }

除了是一个匿名类之外,该示例与使用自定义类实现Runnable接口的示例非常相似。

Java Lambda的方式实现Runnable

实现Runnable接口的第三种方法是通过创建Runnable接口的Java Lambda实现。 这是可能的,因为Runnable接口只有一个未实现的方法,因此实际上(尽管可能是无意地)是一个功能性Java接口。

这是实现Runnable接口的Java lambda表达式的示例:

Runnable runnable =

         () -> { System.out.println("Lambda Runnable running"); };

使用Runnable启动线程

要使run()方法由线程执行,请将实现Runnable接口的类,匿名类或lambda表达式的实例传递给其构造函数中的Thread。 这是完成的方式:

Runnable runnable = new MyRunnable(); // or an anonymous class, or lambda...

Thread thread = new Thread(runnable);

thread.start();

当线程启动时,它将调用MyRunnable实例的run()方法,而不是执行它自己的run()方法。 上面的示例将打印出文本“ MyRunnable running”。

使用子类还是Runnable?

对于这两种方法中哪一种最好没有任何规则。 两种方法都有效。 不过,就我个人而言,我更喜欢实现Runnable,并将实现的实例传递给Thread实例。 当线程池执行Runnable时,很容易将Runnable实例排队,直到池中的线程空闲为止。 使用Thread子类很难做到这一点。

有时您可能必须实现Runnable以及Thread的子类。 例如,如果创建一个可以执行多个Runnable的Thread子类。 实现线程池时通常是这种情况。

常见陷阱:调用run()代替start()

创建和启动线程时,常见的错误是调用Thread的run()方法而不是start(),如下所示:

Thread newThread = new Thread(MyRunnable());

  newThread.run();  //should be start();

最初,您可能不会注意到任何事情,因为Runnable的run()方法是按预期执行的。 但是,它不会由您刚刚创建的新线程执行。 相反,run()方法由创建线程的线程执行。 换句话说,该线程执行了以上两行代码。 要使新创建的线程newThread调用MyRunnable实例的run()方法,必须调用newThread.start()方法。

线程名

创建Java线程时,可以为其命名。 该名称可以帮助您区分不同的线程。 例如,如果有多个线程写入System.out,则可以方便地查看哪个线程写入了文本。 这是一个例子:

Thread thread = new Thread("New Thread") {

      public void run(){

        System.out.println("run by: " + getName());

      }

  };

  thread.start();

  System.out.println(thread.getName());

请注意,作为参数传递给线程构造函数的字符串“ New Thread”。 此字符串是线程的名称。 可以通过Thread的getName()方法获得名称。 使用Runnable实现时,您还可以将名称传递给Thread。 看起来是这样的:

MyRunnable runnable = new MyRunnable();

  Thread thread = new Thread(runnable, "New Thread");

  thread.start();

  System.out.println(thread.getName());

但是请注意,由于MyRunnable类不是Thread的子类,因此它无权访问执行它的线程的getName()方法。

Thread.currentThread()

Thread.currentThread()方法返回对执行currentThread()的Thread实例的引用。 这样,您就可以访问代表执行给定代码块的线程的Java Thread对象。 这是如何使用Thread.currentThread()的示例:

Thread thread = Thread.currentThread();

一旦拥有对Thread对象的引用,就可以在其上调用方法。 例如,您可以获取当前正在执行代码的线程的名称,如下所示:

String threadName = Thread.currentThread().getName();

Java线程示例

这是一个小例子。首先,它打印出执行main()方法的线程的名称。该线程由JVM分配。然后,它启动10个线程,并给它们一个全名(“” + i)。然后,每个线程将其名称打印出来,然后停止执行。

public class ThreadExample {

  public static void main(String[] args){

    System.out.println(Thread.currentThread().getName());

    for(int i=0; i<10; i++){

      new Thread("" + i){

        public void run(){

          System.out.println("Thread: " + getName() + " running");

        }

      }.start();

    }

  }

}

请注意,即使线程按顺序启动(1、2、3等),它们也可能不会顺序执行,这意味着线程1可能不是第一个将其名称写入System.out的线程。这是因为线程原则上是并行执行的,而不是顺序执行的。 JVM和/或操作系统确定线程的执行顺序。此顺序不必与开始时的顺序相同。

暂停线程

线程可以通过调用静态方法Thread.sleep()来暂停自身。 sleep()以毫秒为参数。 sleep()方法将在重新开始执行之前尝试休眠该毫秒数。 线程sleep()并不是100%精确的,但是还是很不错的。 这是通过调用Thread sleep()方法将Java线程暂停3秒(3.000毫秒)的示例:

try {

    Thread.sleep(10L * 1000L);

} catch (InterruptedException e) {

    e.printStackTrace();

}

执行上述Java代码的线程将休眠大约10秒钟(10,000毫秒)。

停止线程

停止Java线程需要对线程实现代码进行一些准备。 Java Thread类包含stop()方法,但已弃用。原始的stop()方法无法保证线程处于什么状态。这意味着,线程在执行期间可以访问的所有Java对象将处于未知状态。如果您的应用程序中的其他线程也可以访问相同的对象,则您的应用程序可能会意外失败并且无法预期。

不必调用stop()方法,您必须实现线程代码,以便可以将其停止。这是实现Runnable的类的示例,该类包含一个名为doStop()的额外方法,该方法向Runnable发出停止信号。 Runnable将检查此信号,并在准备就绪时将其停止。

public class MyRunnable implements Runnable {

    private boolean doStop = false;

    public synchronized void doStop() {

        this.doStop = true;

    }

    private synchronized boolean keepRunning() {

        return this.doStop == false;

    }

    @Override

    public void run() {

        while(keepRunning()) {

            // keep doing what this thread should do.

            System.out.println("Running");

            try {

                Thread.sleep(3L * 1000L);

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

    }

}

注意doStop()和keepRunning()方法。打算从执行MyRunnable的run()方法的线程之外的另一个线程调用doStop()。由执行MyRunnable的run()方法的线程在内部调用keepRunning()方法。只要未调用doStop(),keepRunning()方法将返回true-意味着执行run()方法的线程将继续运行。

这是一个启动Java线程的示例,该线程执行上述MyRunnable类的实例,并在延迟后再次停止它:

public class MyRunnableMain {

    public static void main(String[] args) {

        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();

        Thread thread = new Thread(myRunnable);

        thread.start();

        try {

            Thread.sleep(10L * 1000L);

        } catch (InterruptedException e) {

            e.printStackTrace();

        }

        myRunnable.doStop();

    }

}

本示例首先创建一个MyRunnable实例,然后将该实例传递给线程并启动该线程。然后执行main()方法的线程(主线程)休眠10秒钟,然后调用MyRunnable实例的doStop()方法。这将导致执行MyRunnable方法的线程停止,因为在调用doStop()之后,keepRunning()将返回false。

请记住,如果您的Runnable实现不仅需要run()方法(例如,也需要stop()或pause()方法),那么您将无法再使用Java Lambda表达式创建您的Runnable实现。 Java lambda只能实现一个方法。相反,您必须使用自定义类或扩展Runnable的自定义接口,该接口具有额外的方法,并由匿名类实现。


译自:Creating and Starting Java Threads

Jakob Jenkov

Last update: 2021-03-09

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