java 线程 --- Thread,Runnable,Callable 基础学习

java 使用 Thread 类代表线程，所有现场对象都必须是 Thread 类或者其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流。java 使用线程执行体来代表这段程序流。

1.继承Thread 类创建线程

启动多线程的步骤如下：
（1）定义Thread 类的子类，并重写该类的run() 方法，该run() 方法的方法体就代表类线程需要完成的任务。因此把run() 方法称为线程执行体。
（2）创建 Thread 子类的实例，即创建线程对象。
（3）调用线程的star()方法来启动该线程。

相关代码如下：

/**
     * 继承 thread 的内部类，以买票例子
     */
    public class FirstThread extends Thread{
        private int i;
        private int ticket = 10;

        @Override
        public void run() {
            for (;i<20;i++) {
                //当继承thread 时，直接使用this 可以获取当前的线程,getName（） 获取当前线程的名字
//                Log.d(TAG,getName()+" "+i);

                if(this.ticket>0){
                    Log.e(TAG, getName() + ", 卖票：ticket=" + ticket--);
                }
            }

        }
    }

    private void starTicketThread(){
        Log.d(TAG,"starTicketThread, "+Thread.currentThread().getName());

        FirstThread thread1 = new FirstThread();
        FirstThread thread2 = new FirstThread();
        FirstThread thread3 = new FirstThread();

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();

        //开启3个线程进行买票，每个线程都卖了10张，总共就30张票

    }

运行结果：

可以看到 3 个线程输入的 票数变量不连续，注意：ticket 是 FirstThread 的实例属性，而不是局部变量，但是因为程序每次创建线程对象都需要创建一个FirstThread 的对象，所有多个线程不共享该实例的属性。

2.实现 Runnable 接口创建线程

注意：public class Thread implements Runnable

（1）定义 Runnable 接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run() 方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
（2）创建 Runnable 实例类的实例，此实例作为 Thread 的 target 来创建Thread 对象，该Thread 对象才是真正的对象。

相关代码如下：

/**
     * 实现 runnable 接口，创建线程类
     */
    public class SecondThread implements Runnable{

        private int i;
        private int ticket = 100;

        @Override
        public void run() {
            for (;i<20;i++) {
                //如果线程类实现 runnable 接口
                //获取当前的线程，只能用 Thread.currentThread() 获取当前的线程名
                Log.d(TAG,Thread.currentThread().getName()+" "+i);

                if(this.ticket>0){
                    Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + ", 卖票：ticket=" + ticket--);
                }
            }
        }
    }


    private void starTicketThread2(){
        Log.d(TAG,"starTicketThread2, "+Thread.currentThread().getName());

        SecondThread secondThread = new SecondThread();

        //通过new Thread(target,name)创建新的线程
        new Thread(secondThread,"买票人1").start();
        new Thread(secondThread,"买票人2").start();
        new Thread(secondThread,"买票人3").start();

        //虽然是开启了3个线程，但是一共只买了100张票
    }

运行结果：

可以看到 3 个线程输入的 票数变量是连续的，采用 Runnable 接口的方式创建多个线程可以共享线程类的实例的属性。这是因为在这种方式下，程序所创建的Runnable 对象只是线程的 target ,而多个线程可以共享同一个 target,所以多个线程可以共享同一个线程类（实际上应该是该线程的target 类）的实例属性。

3.使用 Callable 和Future 创建线程

从 java 5 开始，Java 提供了 Callable 接口，该接口是runnable 的增强版，Callable 提供类一个 call() 方法可以作为线程执行体，但是call(） 方法的功能更强大。
（1） call() 方法可以有返回值
（2） call() 方法可以声明抛出异常

因此我们完全可以提供一个callable 对象作为Thread的 target ,而该线程的执行体就是该callable 对象的call() 方法。同时 java 5 提供了 Future 接口 来代表Callable 接口里 call() 方法的返回值，并且提供了一个 futureTask 的实现类，该实现类实现类 future 接口，并实现了runnable 接口—可以作为Thread 类的target.

启动步骤如下：
（1）创建callable接口的实现类，并实现call() 方法，该call() 方法将作为线程的执行体，且该call() 方法是有返回值的。
（2）创建 callable实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装Callable对象，该FutureTask 对象封装 call() 方法的返回值。
（3）使用FutureTask 对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
（4）调用FutureTask对象的get()方法来获取子线程执行结束后的返回值。

相关代码如下：

/**
     * 使用callable 来实现线程类
     */
    public class ThirdThread implements Callable<Integer>{

        private int ticket = 20;

        @Override
        public Integer call(){

            for ( int i = 0;i<10;i++) {
                //获取当前的线程，只能用 Thread.currentThread() 获取当前的线程名
//                Log.d(TAG,Thread.currentThread().getName()+" "+i);

                if(this.ticket>0){
                    Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + ", 卖票：ticket=" + ticket--);
                }
            }


            return ticket;
        }
    }

    private void starCallableThread(){
        ThirdThread thirdThread = new ThirdThread();
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>(thirdThread);

        new Thread(task,"有返回值的线程").start();

        try {
            Integer integer = task.get();
            Log.d(TAG,"starCallableThread, 子线程的返回值="+integer);

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

运行结果：

注意：Callable的call() 方法允许声明抛出异常，并且允许带有返回值。
程序最后调用FutureTask 对象的get()方法来返回Call(）方法的返回值，导致主线程被阻塞，直到call()方法结束并返回为止。

4.三种方式的对比

采用继承Thread 类的方式创建多线程

劣势： 已经继承Thread类不能再继承其他父类。

优势： 编写简单

采用继承Runnable，Callable 接口的方式创建多线程

劣势： 编程稍微有点复杂，如果需要访问当前线程必须使用Thread.currentThread()

优势：
（1）还可以继承其他类
（2）多个线程可以共享一个target 对象，所以非常适合多个相同的线程来处理同一份资源的情况，从而将cpu,代码和数据分开，形成清晰的模型，较好的体现类面向对象的思想。