Thread 和 Runnable

并发在Java5中首次被引入并在后续的版本中不断得到增强。在这篇文章中介绍的大部分概念同样适用于以前的Java版本。不过我的代码示例聚焦于Java8,大量使用lambda表达式和其他新特性。如果你对lambda表达式不属性,我推荐你首先阅读 简要说明

所有的现代操作系统都通过进程和线程来支持并发。进程是通常彼此独立运行的程序的实例,比如,如果你启动了一个Java程序,操作系统产生一个新的进程,与其他程序一起并行执行。在这些进程的内部,我们使用线程并发执行代码,因此,我们可以最大限度的利用CPU可用的核心(core)。

Java从JDK1.0开始执行线程。在开始一个新的线程之前,你必须指定由这个线程执行的代码,通常称为task。这可以通过实现Runnable——一个定义了一个无返回值无参数的run()方法的函数接口,如下面的代码所示:

Runnable task = () -> {
    String threadName = Thread.currentThread().getName();
    System.out.println("Hello " + threadName);
};
task.run();
Thread thread = new Thread(task);
thread.start();
System.out.println("Done!");

因为Runnable是一个函数接口,所以我们利用lambda表达式将当前的线程名打印到控制台。首先,在开始一个线程前我们在主线程中直接运行runnable。

控制台输出的结果可能像下面这样:

Hello main
Hello Thread-0
Done!

或者这样:

Hello main
Done!
Hello Thread-0

由于我们不能预测这个runnable是在打印'done'前执行还是在之后执行。顺序是不确定的,因此在大的程序中编写并发程序是一个复杂的任务。

我们可以将线程休眠确定的时间。在这篇文章接下来的代码示例中我们可以通过这种方法来模拟长时间运行的任务。

Runnable runnable = () -> {
    try {
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println("Foo " + name);
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        System.out.println("Bar " + name);
    }
    catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
};
Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start();

当你运行上面的代码时,你会注意到在第一条打印语句和第二条打印语句之间存在一分钟的延迟。TimeUnit在处理单位时间时一个有用的枚举类。你可以通过调用Thread.sleep(1000)来达到同样的目的。

使用Thread类是很单调的且容易出错。由于并发API在2004年Java5发布的时候才被引入。这些API位于java.util.concurrent包下,包含很多处理并发编程的有用的类。自从这些并发API引入以来,在随后的新的Java版本发布过程中得到不断的增强,甚至Java8提供了新的类和方法来处理并发。