13.2 线程的创建与启动
一、继承Thread类创建线程类
通过Thread类来创建并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、调用线程对象的start()方法来启动该线程。
package section2;
public class FirstThread extends Thread
{
private int i;
//重写run()方法，run()方法的方法体就是线程执行体
@Override
public void run()
{
for(;i<100;i++)
{
//当线程继承Thread类时，直接使用this即可获取当前线程
//Thread对象的getName()返回当前线程的名字
//因此可以直接调用getName()方法返回当前线程的名字
System.out.println(getName()+" "+i);
}
}
public static void main(String[] args)
{
for(var i=0;i<100;i++)
{
//调用Thread的currentThread()方法获取当前线程
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
if(i==20)
{
//创建并启动第一个线程
new FirstThread().start();
//常见并启动第二个线程
new FirstThread().start();
}
}
}
}
上面FirstThread类继承了Thread类，并实现了run()方法，该run()方法里的代码执行流就是该线程所需要完成的任务。程序的主方法中也包括一个循环，当循环变量i等于20时创建并启动两个新线程。运行上面的程序将可以看到如下图所示的输出。
上面程序显示创建了2个线程，但还含有一个主线程，主线程的执行体不是由run()方法确定的——main()方法的方法体代表主线程的执行体。
上面程序用到了线程的两个方法：
1、Thread.currentThread():currentThread()是Thread类的静态方法，该方法总是返回正在执行的线程对象。
2、getName()：该方法时Thread类的实例方法，该方法返回调用该方法的线程名字。
注意：程序可以通过setName(String name)方法为线程设置名称，也可以通过getName()方法返回指定线程的名字。在默认情况下，主线程名字为main，用户启动的多个线程的名字依次为Thread-0、Thread-1...Thread-n等
从上面的输出结果可以看出，Thread-0和Thread-1两个线程输出的i变量不连续——注意：i变量是FirstThread的实例变量，而不是局部变量，但因为程序每次创建线程对象时都需要创建一个FirstThread对象，所以Thread-0和Thread-1不能共享该实例变量。
二、实现Runnable接口创建线程类
实现Runnable接口来创建并启动多线程的步骤如下：
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实现类的实例，并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。代码如下：
//创建Runnable实现类对象
var st=new SecondThread();
//以Runnable实现类对象作为Thread的target创建Thread对象，即线程对象
new Thread(st);
也可以在创建Thread对象时为Thread对象指定一个名字，代码如下：
new Thread(st,"新线程1")；
提示：Runnale对象不仅作为Thread对象的Target，Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。而实际的线程对象依然是Thread实例，只是该Thread线程负责执行其target的run()方法。
3、调用线程对象的start()方法来启动该线程。
下面程序示范了通过Runnable接口来创建并启动多线程
package section2;
public class SecondThread implements Runnable
{
private int i;
//run()方法同样是线程的执行体
@Override
public void run()
{
for(;i<100;i++)
{
//因为getName()是Thread类的方法，当线程类实现Runnable接口时
//如果想获取当前线程对象，只能用Thread.currentThread()
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
}
public static void main(String[] args)
{
for(var i=0;i<100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
if(i==20)
{
var st=new SecondThread();//①
//通过Thread(target,name)方法创建新线程
new Thread(st,"新线程1").start();
new Thread(st,"新线程2").start();
}
}
}
}
对比FirstThread中的run()方法体和SecondThread中的run()方法体不难发现，通过Thread类来获取当前线程对象比较简单，直接使用this.getName即可；但是实现Runnable接口来获取当前线程对象，则必须使用Thread.currentThread()方法。
注意：Runnable接口只有一个抽象方法，从Java8开始，Runnable接口使用@FunctionalInterface修饰。
在FirstThread和SecondThread中创建线程对象的方式有所区别：前者直接创建Thread子类的实例即可代表线程对象；后者创建Runnable对象只能作为线程对象的target。
运行上面程序可以看到如下所示输出：
从上面输出结果可以看出两个子线程的i变量是连续的，也就是采用Runnable接口的方式创建的多个线程可以共享线程类的实例变量。这是因为在这种方式下，程序创建的Runnable对象只是线程的target，而多个线程可以共享同一个线程类（实际上应该是线程的target类）的实例变量。
三、使用Callable和Future创建线程
通过实现Runnable接口创建多线程，Thread类的作用就是把run()方法包装成线程执行体。
Java 5开始，Java提供了Callable()接口，该接口怎么看就像是Runnable的增强版，Callable接口提供了一个call()方法作为线程执行体，但call()方法比run()方法功能更强大：
★call()方法可以有返回值。
★call()可以声明抛出异常
因此完全可以提供一个Callable对象作为Thread的target，而该线程的执行体就是Callable对象的call()方法。问题是：Callable接口时Java 5新增的，而且他不是Runnable接口的子接口，所以Callable接口对象不能作为Thread的target。而且call()方法还有一个返回值——call()方法并不是直接调用，他作为线程的执行体被调用。
Java 5提供了Future接口来代表Callable接口里的call()方法的返回值，并为Future接口提供一个FutureTask实现类，该实现类实现了Future接口，并实现了Runnable接口——可以作为Thread类的target。
在Future接口里定义了如下几个公共方法来控制它关联的Callable任务。
1、boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning):试图取消该Future里关联的Callable任务。
2、V get():返回Callable任务里call()方法的返回值。调用该方法将导致程序阻塞，必须等到子线程结束后才会得到返回值。
3、V get(long timeout,TimeUnit unit):返回Callable任务中call()方法的返回值。该方法让程序最多阻塞timeout和unit指定时间，如果经过指定时间后Callable任务依然没有返回值，将会抛出TimeoutException。
4、boolean isCancelled():如果Callable任务正常被取消，则返回true。
5、boolean isDone():如果Callable任务以完成，则返回true。
Callable接口有泛型限制，Callable接口里的泛型参数类型与call()方法返回值类型相同。而且Callable接口是函数式接口，因此可以使用Lambda表达式创建Callable对象。
创建并启动有返回值的线程的步骤：
（1）定义Callable接口的实现类，并重写该接口的call方法，该call方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
（2）使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
（3）使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动线程。
（4）调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程结束后的返回值。
下面程序示范了实现Callable接口来实现线程类，并启动该线程：
package section2;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class ThirdThread
{
public static void main(String[] args)
{
//创建Callable对象
var rt=new ThirdThread();
//使用Lambda表达式创建Callable<Integer>对象
//使用FutrueTask来包装Callable对象
FutureTask<Integer> task=new FutureTask<>((Callable<Integer>)()->
{
var i=0;
for(;i<100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"循环变量i的值"+i);
}
//call方法可以有返回值
return i;
});
for(var i=0;i<100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"循环变量i的值："+i);
if(i==20)
{
//实质还是以Callable对象来创建并启动线程的
new Thread(task,"有返回值的线程").start();
}
}
try {
//获取线程返回值
System.out.println("子线程的返回值：" + task.get());
}
catch(Exception ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
上面程序使用了Lambda表达式直接创建Callable对象，这样无须先创建Callable实现类，再创建Callable对象了。实现Callable对象和实现Runnable接口并没有什么太大的区别，只是Callable的call()方法允许声明抛出异常，而且允许带有返回值。
上面程序先使用Lambda表达式创建了一个Callable对象，然后将该实例包装成一个FutrueTask对象。当主线程中循环遍历i等于20时，程序启动以FutureTask对象为Target的线程。程序最后调用FutureTask对象的get()犯法来返回call()方法的返回值——该方法将导致主线程被阻塞，直到call()方法结束并返回为止。
运行上面的程序，将看到主线程和call()方法所代表的线程交替执行的情形，程序最后还会输出call()方法的返回值。
四、创建线程的三种方式对比
通过继承Thread类或实现Runnable、Callable接口的方式都可以实现多线程，不过实现Runnable接口与实现Callable接口的方式基本相同，只是Callable接口里定义的方法有返回值，可以声明抛出异常。因此可以将实现Runnable接口、实现Callable接口归为一种方式。
4.1 实现Runnable接口、实现Callable接口创建多线程的优缺点：
(1)线程类只是实现Runnable接口、实现Callable接口，还可以继承其他类
(2)在这种方式下，多个线程可以共享同一个Target对象，所以非常适合多个线程处理同一份资源的情况，从而可以将CPU、代码、数据分开，形成清晰模型，较好体现了面向对象的思想。
(3)劣势是，编程稍微复杂，如果需要访问当前线程，则必须使用Thread.currentThread()方法。
4.2 继承Thread类的方式创建多线程的优缺点
（1）劣势是，因为线程类已经继承了Thread类，所以不能再继承其他父类。
（2）优势是，编程简单，如果需要访问当前线程，则无须使用Thread.currentThread()方法，直接使用this.getName()即可获得当前线程。
一般推荐使用实现Runnable接口、Callable接口的方式来创建多线程。
