Java多线程（Thread,Runnable,Callable）附带相关面试题-阿里云开发者社区

1.通过继承Thread类实现多线程

子类通过继承Thread父类并覆写其中的run方法。run方法实现线程需要完成的任务，最后在主类中实例化子类（即创建线程）并调用start（）方法，让创建的线程工作。

案例1 售票员在票出售光前实现一直出售：

package Example1401;
class MyThread extends Thread{
    private int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        while (ticket>0){
            System.out.println("卖出第"+ticket+"张票");
            ticket--;
        }
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread m1 = new MyThread();
        MyThread m2 = new MyThread();
        MyThread m3 = new MyThread();
        m1.start();
        m2.start();
        m3.start();
    }
}

编辑

调用代码后发现代码出现几个问题：

1.售票员售票速度太快了

2.多个售票员之间100张票出现售票混乱的情况，比如只有一张8号的票却同时卖出去了

为了解决这些问题我们就需要引入多线程常用的操作方法

*面试题：线程的run()和start()有什么区别？

每个线程都是通过某个特定Thread对象所对应的方法run()来完成其操作的，run()方法称为线程体。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。

start() 方法用于启动线程，run() 方法用于执行线程的运行时代码。run() 可以重复调用，而 start() 只能调用一次。

start()方法来启动一个线程，真正实现了多线程运行。调用start()方法无需等待run方法体代码执行完毕，可以直接继续执行其他的代码；此时线程是处于就绪状态，并没有运行。然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行状态， run()方法运行结束，此线程终止。然后CPU再调度其它线程。

run()方法是在本线程里的，只是线程里的一个函数，而不是多线程的。如果直接调用run()，其实就相当于是调用了一个普通函数而已，直接待用run()方法必须等待run()方法执行完毕才能执行下面的代码，所以执行路径还是只有一条，根本就没有线程的特征，所以在多线程执行时要使用start()方法而不是run()方法。

*面试题：为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法，为什么我们不能直接调用 run() 方法？

这是另一个非常经典的 java 多线程面试问题，而且在面试中会经常被问到。很简单，但是很多人都会答不上来！

new 一个 Thread，线程进入了新建状态。调用 start() 方法，会启动一个线程并使线程进入了就绪状态，当分配到时间片后就可以开始运行了。 start() 会执行线程的相应准备工作，然后自动执行 run() 方法的内容，这是真正的多线程工作。

而直接执行 run() 方法，会把 run 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行，并不会在某个线程中执行它，所以这并不是多线程工作。

总结：调用 start 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态，而 run 方法只是 thread 的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。

2.多线程常用操作方法

方法	描述
Thread.sleep()	让当前线程休眠指定的时间，暂停执行，不释放锁资源
Thread.interrupt()	中断当前线程，给线程发送中断信号，该线程需要处理中断信号来决定如何终止执行
Thread.currentThread().getName()	获取当前线程的名称
Thread.currentThread().setName(String name)	设置当前线程的名称
Thread.yield()	暂停当前正在执行的线程，让其他具有相同优先级的线程有机会执行
Thread.join()	等待指定线程终止执行，当前线程进入阻塞状态，直到指定线程执行结束
Thread.wait()	在等待其他线程通知之前，使当前线程进入等待状态，并释放对象的监视器锁资源

首先是解决售票员售票速度太快了问题，查看方法可以发现Thread.sleep()就能解决这个问题

注意Thread.sleep()会抛出一个异常interruptException表示线程睡眠被打断了。所以需要用try catch去处理这个可能发送的异常

修改后的案例代码2：

package Example1401;
class MyThread extends Thread{
//    设置只有100张票
    private int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        while (ticket>0){
            try {
//                内部数字单位为毫秒 1000毫秒就是1秒
                Thread.sleep(1000);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出第"+(ticket--)+"张票");
        }
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread m1 = new MyThread();
        MyThread m2 = new MyThread();
        MyThread m3 = new MyThread();
        m1.setName("售票员1");
        m2.setName("售票员2");
        m3.setName("售票员3");
        m1.start();
        m2.start();
        m3.start();
    }
}

编辑

接下来就是解决同步问题了，由上图可以看到虽然解决了卖得快得问题，但是并发问题并未解决，并发就是指多个线程同时调用资源，同时修改资源得情况。需要用到同步synchronized实现同步，这里只展示实现代码，具体讲解在下一篇文章 Java多线程（二）_Alphamilk的博客-CSDN博客

案例代码：（售票员独立售卖电影票并且在随机时间内售出）

package ExampleThread;
import java.util.Random;
class Mythread implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        while (true){
//            当没买完票则开始卖票
            if (ticket > 0) {
//                实现同步
                synchronized (this) {
                    try {
//                        设置随机售卖出去的时间间隔
                        Random random = new Random();
                        int time = random.nextInt(1000);
                        Thread.sleep(time);
//                        输出售卖信息
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖第" + ticket-- + "张票");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (ticket <= 0){
                    System.out.println("票已经全部卖光了");
                    break;
                }
            }
//            线程礼让，让其他线程也有机会售出票
            Thread.yield();
        }
    }
}
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Mythread task = new Mythread();
        new Thread(task, "售票员A").start();
        new Thread(task, "售票员B").start();
        new Thread(task, "售票员C").start();
    }
}

编辑

其他功能案例：

1.线程中断

package Example1408;
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        Thread thread = new Thread(()->{
            System.out.println("睡觉先睡觉100000ms");
            try{
                Thread.sleep(100000);
                System.out.println("谁醒了，可以开始工作啦");
            }catch (InterruptedException e){
                System.out.println("睡觉被打断了，愤怒值+++++");
            }
        });
        thread.start();
        Thread.sleep(1000);
        thread.interrupt();
    }
}

编辑

2.强制执行

就是指如果一个线程使用了Thread 对象.join();那么他就是老大，所有资源都独享，其他线程只能等待老大享受完成资源。

package Example1409;
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Thread vipThread = new Thread(() -> {
            int ticket = 10;
            while (ticket > 0) {
                System.out.println("VIP用户得到第" + ticket + "张票");
                ticket--;
            }
        });
        Thread commonThread = new Thread(() -> {
            try {
                vipThread.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("普通用户取票发生异常");
            }
            int ticket = 10;
            while (ticket > 0) {
                System.out.println("普通用户得到第" + ticket + "张票");
                ticket--;
            }
        });
        vipThread.start();
        commonThread.start();
    }
}

编辑

3.线程礼让

Thread.yield（）；线程会让出一些cpu资源出来，在资源不紧缺时候再调用该程序。但还是可能会出现交替运行的情况

package Example1410;
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        礼让线程
        Thread thread = new Thread(()->{
            for (int i=0; i<100;i++){
                Thread.yield();
                System.out.println("礼让线程进行输出"+i);
            }
        });
        thread.start();
//        主线程
        for (int i=0;i<5;i++){
            System.out.println("主线程进行输出"+i);
        }
    }
}

编辑

*面试题Thread 类中的 yield 方法有什么作用？

yield()应该做的是让当前运行线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行机会。因此，使用yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行。但是，实际中无法保证yield()达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。

结论：yield()从未导致线程转到等待/睡眠/阻塞状态。在大多数情况下，yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态，但有可能没有效果。

3.通过Runnable接口实现多线程

Runnable的接口代码：

@FunctionalInterface
interface Runnable{
    public void run();
}

设置类实现Runnable接口并覆写run（）方法，最后在主类先创建类的实例对象，再创建线程对象通过线程的构造函数Thread（Task,"threadName"->名字可选，系统会自动构造名字）实现线程运行Task类。

案例1：（通过实现Runnable实现售票员售票）

package Example1403;
class Mythread implements Runnable{
    private int ticket =100;
    @Override
    public void run() {
        while (ticket>0){
            System.out.println("出售第"+ticket+"张票");
            ticket--;
        }
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Mythread m1 = new Mythread();
        new Thread(m1).start();
    }
}

编辑案例代码2：

package Example1404;
class Genshin implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("原神，启动！");
    }
}
class Wangzhe implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("王者荣耀,启动！");
    }
}
class huoyin implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("火影忍者,启动！");
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Genshin genshin = new Genshin();
        huoyin huoyin = new huoyin();
        Wangzhe wangzhe = new Wangzhe();
        new Thread(genshin).start();
        new Thread(huoyin).start();
        new Thread(wangzhe).start();
    }
}

编辑

多线程中Thread与Runnable的区别：

继承Thread类：这种方式是创建一个新的类，继承自Thread类，并重写它的run()方法来定义线程执行的逻辑。通过创建Thread类的实例对象，可以直接调用其start()方法来启动线程。这种方式的优点是代码简单，方便使用，但缺点是由于Java不支持多重继承，因此如果已经继承了其他类，则无法再使用这种方式创建线程。

实现Runnable接口：这种方式是创建一个实现Runnable接口的类，在该类中实现run()方法来定义线程执行的逻辑。然后，创建Thread类的实例对象时，将实现了Runnable接口的类的实例对象作为参数传递给Thread的构造函数。最后，调用Thread实例对象的start()方法来启动线程。这种方式的优点是避免了单继承的限制，提高了代码的灵活性和可复用性。

4.通过Lambda与Thread结合实现快速创建多线程

当然Thread构造函数的Task可以与Lambda表达式结合实现不需要构造子类就能够实现多线程

回顾以往的Lambda的知识，核心就两种实现方法

1.()->{方法体}

2.()->语句

案例3

package Example1405;
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{
           for (int i =0 ;i<100;i++){
               System.out.println("感觉不如原神");
           }
        }).start();
    }
}

编辑

到现在以上所有Thread，还是Runnable可以发现都没有一个这些类或者接口中的run（）方法是没有任何返回值的，为了解决这个问题java提供了Callable接口

5.通过实现Callable接口得到线程返回值

由于用Thread会有单继承限制，而用Runnable会有run方法无法获取返回值的缺点，所以为了获取返回值则使用Callable泛型，Callable的接口如下：

@FunctionalInterface
interface Callable<V>{
    public V call()throws Exception;
}

可以看到Callable使用了泛型类，目的在于可以返回不同类型的值,V可以设置为String,int,double等等类型。并且实现这个类需要用FutureTask进行接收子类

FutureTask <返回类型> Task = new FutureTask<>(实例化创建的任务类的对象)

new Thread(Task,"Threadname").start();

task.get();获取返回值

package Example1405;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;
class MyThread implements Callable<String>{
    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("线程，，启动");
        return "return 返回测试";
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        FutureTask<String> task = new FutureTask<>(new MyThread());
        new Thread(task).start();
        System.out.println(task.get());
    }
}

多线程中Runnable与Callable的区别

返回值类型： Runnable接口的run()方法没有返回值，它的执行结果无法获取。而Callable接口的call()方法可以返回一个结果，并且可以通过Future对象获取该结果。

异常处理： Runnable接口的run()方法无法抛出受检查异常，只能在方法内部进行异常处理。而Callable接口的call()方法可以抛出受检查异常，需要在方法内部进行异常处理或者通过Future对象获取异常信息。

支持泛型： Callable接口是一个泛型接口，可以指定call()方法的返回类型。而Runnable接口不支持泛型，无法指定返回类型。

使用方式： Runnable接口通常与Thread类一起使用，通过创建Thread类的实例并传入一个Runnable对象来创建线程。Callable接口通常与ExecutorService线程池一起使用，通过提交Callable任务给线程池来创建线程，并通过Future对象获取任务的执行结果。

Java多线程（Thread,Runnable,Callable）附带相关面试题

1.通过继承Thread类实现多线程

2.多线程常用操作方法

3.通过Runnable接口实现多线程

4.通过Lambda与Thread结合实现快速创建多线程

5.通过实现Callable接口得到线程返回值

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