【Java JUC】多线程的创建方式有哪些？为什么说本质上只有一种实现线程的方式？

前言

实现线程是并发编程中基础中的基础，因为我们必须要先实现多线程，才可以继续后续的一系列操作。实现线程的方式到底有几种？大部分人会说有 2 种、3 种或是 4 种，很少有人会说有 1 种。我们接下来看看它们具体指什么？2 种实现方式的描述是最基本的，也是最为大家熟知的，我们就先来看看 2 种线程实现方式的源码。

实现线程的方式

实现Runnable接口

public class RunnableThread implements Runnable{

    //重写Runnable接口的run()
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("用实现Runnable接口实现线程");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new RunnableThread());
        Thread t2 = new Thread(new RunnableThread());
        t1.start();
        t2.start();
    }

}

继承Thread类

public class ExtendsThread extends Thread{
    //重写父类Thread的run()
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("用Thread类实现线程");
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 创建两个自定义线程
        Demo d1 = new ExtendsThread();
        Demo d2 = new ExtendsThread();
        // 启动线程
        d1.start();
        d2.start();
    }
}

线程池

那么为什么说还有第 3 种或第 4 种方式呢？我们先来看看第 3 种方式：通过线程池创建线程。线程池确实实现了多线程，比如我们给线程池的线程数量设置成 10，那么就会有 10 个子线程来为我们工作，接下来，我们深入解析线程池中的源码，来看看线程池是怎么实现线程的？

static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
        private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
        private final ThreadGroup group;
        private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
        private final String namePrefix;

        DefaultThreadFactory() {
            SecurityManager s = System.getSecurityManager();
            group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
                                  Thread.currentThread().getThreadGroup();
            namePrefix = "pool-" +
                          poolNumber.getAndIncrement() +
                         "-thread-";
        }

        public Thread newThread(Runnable r) {
            Thread t = new Thread(group, r,
                                  namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
                                  0);
            if (t.isDaemon())
                t.setDaemon(false);
            if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
                t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
            return t;
        }
    }

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Executor threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for(int i = 0 ;i < 10 ; i++) {
            threadPool.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    //todo
                }
            });
        }
    }
}

实现 Callable 接口

public class Demo implements Callable<String>{

    public String call() throws Exception {
        System.out.println("正在执行新建线程任务");
        Thread.sleep(2000);
        return "结果";
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        Demo d = new Demo();
        FutureTask<String> task = new FutureTask<>(d);
        Thread t = new Thread(task);
        t.start();
        //获取任务执行后返回的结果
        String result = task.get();
    }
}

但是，无论是 Callable 还是 FutureTask，它们首先和 Runnable 一样，都是一个任务，是需要被执行的，而不是说它们本身就是线程。它们可以放到线程池中执行，如代码所示：

public class CallableTask implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        return new Random().nextInt();
    }
    // 创建线程池
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
    // 提交任务，并用Future提交返回结果
    Future<Integer> future = service.submit(new CallableTask());
}

submit() 方法把任务放到线程池中，并由线程池创建线程，不管用什么方法，最终都是靠线程来执行的，而子线程的创建方式仍脱离不了最开始讲的两种基本方式，也就是实现 Runnable 接口和继承 Thread 类。

其他方式

定时器 Timer

讲到这里你可能会说，我还知道一些其他的实现线程的方式。比如，定时器也可以实现线程，如果新建一个 Timer，令其每隔 10 秒或设置两个小时之后，执行一些任务，那么这时它确实也创建了线程并执行了任务，但如果我们深入分析定时器的源码会发现，本质上它还是会有一个继承自 Thread 类的 TimerThread，所以定时器创建线程最后又绕回到最开始说的两种方式。

class TimerThread extends Thread {
    //具体实现
}

匿名内部类

lambda 表达式

或许你还会说，我还知道一些其他方式，比如匿名内部类或 lambda 表达式方式，实际上，匿名内部类或 lambda 表达式创建线程，它们仅仅是在语法层面上实现了线程，并不能把它归结于实现多线程的方式，如匿名内部类实现线程的代码所示，它仅仅是用一个匿名内部类把需要传入的 Runnable 给实例出来。

/**
 *描述：匿名内部类创建线程
 */
new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        	}
		}).start();
	}
}

/**
 *描述：lambda表达式创建线程
 */
new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName())).start();

创建线程只有一种方式

关于实现线程只有一种方式这个问题，我们先不聚焦为什么说创建线程只有一种方式，先认为有两种创建线程的方式，而其他的创建方式，比如线程池或是定时器，它们仅仅是在 new Thread() 外做了一层封装，如果我们把这些都叫作一种新的方式，那么创建线程的方式便会千变万化、层出不穷，比如 JDK 更新了，它可能会多出几个类，会把 new Thread() 重新封装，表面上看又会是一种新的实现线程的方式，透过现象看本质，打开封装后，会发现它们最终都是基于 Runnable 接口或继承 Thread 类实现的。 接下来，我们进行更深层次的探讨，为什么说这两种方式本质上是一种呢？

首先，启动线程需要调用 start() 方法，而 start() 方法最终还会调用 run() 方法，我们先来看看第一种方式中 run() 方法究竟是怎么实现的：

@Override
public void run() {
    if (target != null) {
        target.run();
    }
}

可以看出 run() 方法的代码非常短小精悍，第 1 行代码 if (target != null) ，判断 target 是否等于 null，如果不等于 null，就执行第 2 行代码 target.run()，而 target 实际上就是一个 Runnable，即使用 Runnable 接口实现线程时传给Thread类的对象。 然后，我们来看第二种方式，也就是继承 Thread 方式，实际上，继承 Thread 类之后，会把上述的 run() 方法重写，重写后 run() 方法里直接就是所需要执行的任务，但它最终还是需要调用 thread.start() 方法来启动线程，而 start() 方法最终也会调用这个已经被重写的 run() 方法来执行它的任务，这时我们就可以彻底明白了，事实上创建线程只有一种方式，就是构造一个 Thread 类，这是创建线程的唯一方式。 我们上面已经了解了两种创建线程方式本质上是一样的，它们的不同点仅仅在于实现线程运行内容的不同，那么运行内容来自于哪里呢？ 运行内容主要来自于两个地方，要么来自于 target，要么来自于重写的 run() 方法，在此基础上我们进行拓展，可以这样描述:

实现 Runnable 接口实现线程的优势

下面我们来对刚才说的两种实现线程内容的方式进行对比，也就是为什么说实现 Runnable 接口比继承 Thread 类实现线程要好？好在哪里呢？

• 首先，我们从代码的架构考虑，实际上，Runnable 里只有一个 run() 方法，它定义了需要执行的内容，在这种情况下，实现了 Runnable 与 Thread 类的解耦，Thread 类负责线程启动和属性设置等内容，权责分明。

• 第二点就是在某些情况下可以提高性能，使用继承 Thread 类方式，每次执行一次任务，都需要新建一个独立的线程，执行完任务后线程走到生命周期的尽头被销毁，如果还想执行这个任务，就必须再新建一个继承了 Thread 类的类，如果此时执行的内容比较少，比如只是在 run() 方法里简单打印一行文字，那么它所带来的开销并不大，相比于整个线程从开始创建到执行完毕被销毁，这一系列的操作比 run() 方法打印文字本身带来的开销要大得多，相当于捡了芝麻丢了西瓜，得不偿失。如果我们使用实现 Runnable 接口的方式，就可以把任务直接传入线程池，使用一些固定的线程来完成任务，不需要每次新建销毁线程，大大降低了性能开销。

• 第三点好处在于 Java 语言不支持双继承，如果我们的类一旦继承了 Thread 类，那么它后续就没有办法再继承其他的类，这样一来，如果未来这个类需要继承其他类实现一些功能上的拓展，它就没有办法做到了，相当于限制了代码未来的可拓展性。

综上所述，我们应该优先选择通过实现 Runnable 接口的方式来创建线程。

结语

好啦，本课时的全部内容就讲完了，在这一课时我们主要学习了 通过 Runnable 接口和继承 Thread 类等几种方式创建线程，又详细分析了为什么说本质上只有一种实现线程的方式，以及实现 Runnable 接口究竟比继承 Thread 类实现线程好在哪里？学习完本课时相信你一定对创建线程有了更深入的理解。

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