Thead 與 Runnable

Thread 與 Runnable 區(qū)別

Thread 是 Java 語(yǔ)言中對(duì)于系統(tǒng)線程的一個(gè)抽象,而 Runnable 在 Java 語(yǔ)言中對(duì)于線程運(yùn)行時(shí)需要執(zhí)行任務(wù)的一個(gè)抽象。

網(wǎng)上有諸如創(chuàng)建線程的三種方式(繼承 Thread、實(shí)現(xiàn) Runnable、實(shí)現(xiàn) Callable 或 Future),我認(rèn)為這種說(shuō)法是不對(duì)的。網(wǎng)上所說(shuō)的這三種方式的后兩者創(chuàng)建的并不是線程,而是線程運(yùn)行時(shí)需要執(zhí)行的任務(wù)。

Callable 在內(nèi)部處理時(shí),會(huì)包裝成 FutureTask 對(duì)象,而這個(gè) FutureTask 實(shí)際上還是個(gè) Runnable :P

從 POSIX 線程標(biāo)準(zhǔn) API 中可以很明確地看出:

int pthread_create(
    pthread_t *new_thread_ID,
    const pthread_attr_t *attr,
    void * (*start_func)(void *),
    void *arg
);

其中第三個(gè)參數(shù)才是新線程啟動(dòng)時(shí)調(diào)用的函數(shù)名,而這個(gè)函數(shù)是可以通過(guò)設(shè)置參數(shù)的,這第三個(gè)參數(shù)就相當(dāng)于 Java 中的 Runnable。如果把 Runnable 對(duì)象也作為線程的話,那 POSIX 中的 start_func 也可以理解成線程了,這很明顯是不正確的。

竊以為,在 Java 中創(chuàng)建線程的方式只有一種,就是通過(guò) Thread 的構(gòu)造方法然后再調(diào)用 start 方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

為什么 Thread 要實(shí)現(xiàn) Runnable 接口?

網(wǎng)上很多文章稱,是由于 Thread 中的 run 方法需要被系統(tǒng)調(diào)用,其實(shí)并不然,Thread#start 的 native 方法最終調(diào)用 run 是直接在 Thread 上進(jìn)行的,并不需要判斷其是否是 Runnable 接口中的 run。而且這個(gè) run 方法看似也違背 Thread 類的職責(zé)邊界,這個(gè) run 是系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)用的,更適合改為 private 修飾更佳。

但 Java 為什么要讓 Thread 實(shí)現(xiàn) Runnable 接口呢?實(shí)際上根本原因是“向下兼容”。

因?yàn)?Thread 和 Runnable 是 JDK 1.0 中增加的,但在 JDK 1.0 中不支持匿名的內(nèi)部類語(yǔ)法,并不能像以下代碼那樣通過(guò)匿名內(nèi)部類來(lái)構(gòu)造 Thread 對(duì)象:

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        // do something
    }
});

而在 JDK 1.0 時(shí)常用的作法,以及一些很老的教科書中是通過(guò)繼承 Thread 類重寫 run 方法來(lái)創(chuàng)建一個(gè)線程和一個(gè)線程任務(wù)。當(dāng)初 Thread 設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)了 Runnable 接口也是基于此考慮的,便于實(shí)現(xiàn)。

在 JDK 1.1 中增加了匿名內(nèi)部類的語(yǔ)法,更優(yōu)的方式是通過(guò)上述代碼匿名類來(lái)構(gòu)造線程對(duì)象,而不應(yīng)該通過(guò)繼承 Thread 類來(lái)構(gòu)建。但 Java 需要做到版本的向下兼容,因此并不能將 Thread 的 Runnable 去除,否則老的代碼就無(wú)法編譯或者運(yùn)行了。

Thread 與 Executor

Thread 類中的對(duì)于線程任務(wù)的處理非常單一,也不便于擴(kuò)展。而在 JDK 1.5 中增加的 Executor 接口,接口中只有一個(gè)接受 Runnable 參數(shù)的 execute 方法,線程任務(wù)與任務(wù)運(yùn)行機(jī)制分離的接口,其是對(duì)線程執(zhí)行更高層的抽象。

在 Java 中依賴接口比依賴具體的實(shí)現(xiàn)要更優(yōu):

  • 若依賴 Thread 對(duì)象,Thread 對(duì)象 start 操作內(nèi)部基本上由 native 代碼實(shí)現(xiàn)的,那這一塊今后的擴(kuò)展就比較差
  • 若依賴 Executor 接口,那具體的實(shí)現(xiàn)可以進(jìn)行擴(kuò)展,比如,我現(xiàn)在是一個(gè)線程任務(wù)一個(gè)線程去處理的,若今后發(fā)現(xiàn)這樣太消耗系統(tǒng)線程資源了,那只要將 Executor 的實(shí)現(xiàn)給修改就好了,根據(jù)面向?qū)ο蟮睦锸咸鎿Q原則,其他地方我們是不需要作任何修改的。

通過(guò) Executor 接口我們可以很方便地實(shí)現(xiàn)每一個(gè)任務(wù)都由一個(gè)新的線程去執(zhí)行(取代 Thread 的構(gòu)造):

public class NewThreadExecutor implements Executor {

    @Override
    public void execute(Runnable command) {
        new Thread(command).start();
    }
}

甚至是可以不啟線程運(yùn)行,通過(guò)調(diào)用者線程同步運(yùn)行:

public class SyncExecutor implements Executor {

    @Override
    public void execute(Runnable command) {
        command.run();
    }
}

當(dāng)然了,通過(guò)線程池來(lái)執(zhí)行就更不用說(shuō)了,JDK 1.5 中自己就擴(kuò)展了 Executor 實(shí)現(xiàn)了一個(gè) ThreadPoolExecutorService。

所以,我們?cè)谖覀兊拇a中應(yīng)該盡可能地避免直接使用 Thread,而應(yīng)該更優(yōu)先考慮使用 Executor 接口。

主要參考

  1. Why does Thread implement Runnable?
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