大家都说Java有三种创建线程的方式！并发编程中的惊天骗局！

站长

2023年07月25日 10:59 · 阅读数 21

引言

今天来聊一个比较有意思的话题，这是一道Java八股文中的八股文，简称八股文Plus！

这个疑惑在很久之前便在我心中产生了，久远到什么程度呢？大概可以从盘古开天地开始算起，哈哈哈。

先来看看本次的主角，就是一个问题：“Java中有几种创建线程的方式？”

大家可以先试着回答一下，回答完之后再往下看。

PS：个人编写的《技术人求职指南》小册已完结，其中从技术总结开始，到制定期望、技术突击、简历优化、面试准备、面试技巧、谈薪技巧、面试复盘、选Offer方法、新人入职、进阶提升、职业规划、技术管理、涨薪跳槽、仲裁赔偿、副业兼职……，为大家打造了一套“从求职到跳槽”的一条龙服务，同时也为诸位准备了七折优惠码：3DoleNaE，感兴趣的小伙伴可以点击：s.juejin.cn/ds/USoa2R3/了解详情！

一、浅谈Java线程的创建方式

回到前面的那个问题，如果是个普通Java程序员，应该会回答“三种”，分别为：

①继承Thread类；
②实现Runnable接口；
③实现Callable接口。

如果是Pro版的Java程序员，应该会回答“四种”，分别为：

①继承Thread类；
②实现Runnable接口；
③实现Callable接口；
④使用ExecutorService线程池。

如果是Plus版的Java程序员，应该会回答“五种”，分别为：

①继承Thread类；
②实现Runnable接口；
③实现Callable接口；
④使用ExecutorService线程池；
⑤使用CompletableFuture类。

如果是ProMax版的Java程序员，应该会回答“七种”，分别为：

①继承Thread类；
②实现Runnable接口；
③实现Callable接口；
④使用ExecutorService线程池；
⑤使用CompletableFuture类；
⑥基于ThreadGroup线程组；
⑦使用FutureTask类。

如果是超级至尊版的Java程序员，可能还会回答“十种”，分别为：

①继承Thread类；
②实现Runnable接口；
③实现Callable接口；
④使用ExecutorService线程池；
⑤使用CompletableFuture类；
⑥基于ThreadGroup线程组；
⑦使用FutureTask类；
⑧使用匿名内部类或Lambda表达式；
⑨使用Timer定时器类；
⑩使用ForkJoin线程池或Stream并行流。

如果是……版的Java程序员，或许还会整出十二种、十三种……，但我就不继续往下罗列了，先简单将上述提到的十种方式，编写出相应的代码。

1.1、继承Thread类

这是最普通的方式，继承Thread类，重写run方法，如下：

public class ExtendsThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("1......");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ExtendsThread().start();
    }
}

1.2、实现Runnable接口

这也是一种常见的方式，实现Runnable接口并重写run方法，如下：

public class ImplementsRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("2......");
    }

    public static void main(String[] args) {
        ImplementsRunnable runnable = new ImplementsRunnable();
        new Thread(runnable).start();
    }
}

想深入研究可以参考之前《Runnable分析》的文章。

1.3、实现Callable接口

和上一种方式类似，只不过这种方式可以拿到线程执行完的返回值，如下：

public class ImplementsCallable implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("3......");
        return "zhuZi";
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ImplementsCallable callable = new ImplementsCallable();
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(callable);
        new Thread(futureTask).start();
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}

想深入研究可以参考之前《Callable分析》的文章。

1.4、使用ExecutorService线程池

这种属于进阶方式，可以通过Executors创建线程池，也可以自定义线程池，如下：

public class UseExecutorService {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService poolA = Executors.newFixedThreadPool(2);
        poolA.execute(()->{
            System.out.println("4A......");
        });
        poolA.shutdown();

        // 又或者自定义线程池
        ThreadPoolExecutor poolB = new ThreadPoolExecutor(2, 3, 0,
                TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        poolB.submit(()->{
            System.out.println("4B......");
        });
        poolB.shutdown();
    }
}

具体可以参考之前《剖析ThreadPoolExecutor线程池》的文章。

1.5、使用CompletableFuture类

CompletableFuture是JDK1.8引入的新类，可以用来执行异步任务，如下：

public class UseCompletableFuture {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CompletableFuture<String> cf = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("5......");
            return "zhuZi";
        });
        // 需要阻塞，否则看不到结果
        Thread.sleep(1000);
    }
}

具体可以参考之前《详解CompletableFuture》的文章。

1.6、基于ThreadGroup线程组

Java线程可以分组，可以创建多条线程作为一个组，如下：

public class UseThreadGroup {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup group = new ThreadGroup("groupName");

        new Thread(group, ()->{
            System.out.println("6-T1......");
        }, "T1").start();

        new Thread(group, ()->{
            System.out.println("6-T2......");
        }, "T2").start();

        new Thread(group, ()->{
            System.out.println("6-T3......");
        }, "T3").start();
    }
}

1.7、使用FutureTask类

这个和之前实现Callable接口的方式差不多，只不过用匿名形式创建Callable，如下：

public class UseFutureTask {
    public static void main(String[] args) {
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(() -> {
            System.out.println("7......");
            return "zhuZi";
        });
        new Thread(futureTask).start();
    }
}

想深入研究可以参考之前《剖析FutureTask类》的文章。

1.8、使用匿名内部类或Lambda

这种方式属于硬扯，就是直接new前面所说的Runnable接口，或者通过Lambda表达式书写，如下：

public class UseAnonymousClass {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("8A......");
            }
        }).start();

        new Thread(() -> 
                System.out.println("8B......")
        ).start();
    }
}

1.9、使用Timer定时器类

在JDK1.3时，曾引入了一个Timer类，用来执行定时任务，如下：

public class UseTimer {
    public static void main(String[] args) {
        Timer timer = new Timer();

        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("9......");
            }
        }, 0, 1000);
    }
}

里面需要传入两个数字，第一个代表启动后多久开始执行，第二个代表每间隔多久执行一次，单位是ms毫秒。

1.10、使用ForkJoin或Stream并行流

ForkJoin是JDK1.7引入的新线程池，基于分治思想实现。而后续JDK1.8的parallelStream并行流，默认就基于ForkJoin实现，如下：

public class UseForkJoinPool {
    public static void main(String[] args) {
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        forkJoinPool.execute(()->{
            System.out.println("10A......");
        });

        List<String> list = Arrays.asList("10B......");
        list.parallelStream().forEach(System.out::println);
    }
}

想要深入研究可以参考《全解ForkJoinPool》的上下两篇文章。

二、八股文中的惊天骗局

看完前面第一阶段，是不是说的头头是道？如果你也这样认为，恭喜你被带偏了！

不知道从何时起，Java并发编程的八股文，在“Java有几种创建线程的方式”这道题上，开始以“数量”为荣，写的越多，显得越专业，越牛X，大家去百度搜个关键词：

“Java有几种方式创建线程？”

出现的答案，最少都有四种，那这真的对吗？可以说对，但严格意义上来说，又不对。

抛开后面一些先不谈，咱们就聊最开始的三种：“继承Thread类、实现Runnable接口、实现Callable接口”，这应该是广为人知的答案，不管是刚入行的小白，还是在业内深耕已久的老鸟，相信都背过这一道八股文。

那么此时来看个例子：

public class ImplementsRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + "：竹子爱熊猫");
    }
}

这里定义了一个类，实现了Runnable接口并重写了run方法，按前面的说法，这种方式是不是创建了一条线程？答案是Yes，可问题来了，请你告诉我，该如何启动这条所谓的“线程”呢？

public static void main(String[] args) {
    ImplementsRunnable runnable = new ImplementsRunnable();
    runnable.run();
}

难道像上面这样嘛？来看看运行结果：

main：竹子爱熊猫

结果很显然，打印出的线程名字为：main，代表目前是主线程在运行，和调用普通方法没任何区别，那究竟该如何创建一条线程呀？要这样做：

public static void main(String[] args) {
    ImplementsRunnable runnable = new ImplementsRunnable();
    new Thread(runnable).start();
}

先new出Runnable对象，接着再new一个Thread对象，然后把Runnable丢给Thread，接着调用start()方法，此时才能真正意义上创建一条线程，运行结果如下：

Thread-0：竹子爱熊猫

此时线程名字变成了Thread-0，这意味着输出“竹子爱熊猫”这句话的代码，并不是main线程在执行了，所以聊到这里，大家明白我想表达的含义了嘛？实现了Runnable接口的ImplementsRunnable类，并不能被称为一条线程，包括所谓的Callable、FutureTask……，都不能创建出真正的线程。

换到前面所提出的三种方式中，只有继承Thread类，才能真正创建一条线程，如下：

public class ExtendsThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + "：竹子爱熊猫");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ExtendsThread().start();
    }
}

// 运行结果：
//      Thread-0：竹子爱熊猫

因为当你用一个类，继承Thread类时，它内部所有的方法，都会被继承过来，所以当前类可以直接调用start()方法启动，更具体点来说，在Java中，创建线程的方式就只有一种：调用Thread.start()方法！只有这种形式，才能在真正意义上创建一条线程！

而例如ExecutorService线程池、ForkJoin线程池、CompletableFuture类、Timer定时器类、parallelStream并行流……，如果有去看过它们源码的小伙伴应该清楚，它们最终都依赖于Thread.start()方法创建线程。

好了，搞清楚这点之后，再回头来看Runnable、Callable，这俩既然不是创建线程的方式，那它们究竟是什么？这点咱们放到后面去讨论，先来聊聊“Java有三种创建线程的方式”，这个以讹传讹的八股文，到底是怎么来的呢？

究根结底，这个错误观念的源头，来自于《Java编程思想》（《Thinking In Java》）和《Java核心技术》（《Core Java》）这两本书。在《Core Java》这本书的第12、13章，专门对多线程编程进行了讲解，提到了四种创建线程的方式：

①继承Thread类，并重写run()方法；
②实现Runnable接口，并传递给Thread构造器；
③实现Callable接口，创建有返回值的线程；
④使用Executor框架创建线程池。

同样的内容，在《Thinking In Java》的第二十一章，也有重复提及到。于是，国内阅读过这两本书籍的人，在写文章、写面试题、写书籍、授课、录视频……时，把这个概念越传越泛，按照“三人成虎”原则，Java有3、4种创建线程的方式，这个观念变成了事实，从此刻在了每个Java开发者的DNA里。

好了，搞清楚问题的缘由，咱们回到前面提出的问题，既然实现Runnable、Callable接口，不是创建线程的方式，那它们究竟是什么？准确来说，这是两种创建“线程体”的方式，包括继承Thread类重写run()方法也是。

三、线程与线程体的关系

前面可能提出了一个大家没接触过的新概念：线程体，这是个啥？来看看ChatGPT的解释：

大家都说Java有三种创建线程的方式！并发编程中的惊天骗局！

看完这个回答，相信大家就能明白“线程体”是怎么一回事了，说简单点，线程是一个独立的执行单元，可以被操作系统调度；而线程体仅仅只是一个任务，就类似于一段普通的代码，需要线程作为载体才能运行，ChatGPT给出的总结特别对：线程是执行线程体的容器，线程体是一个可运行的任务。

不过Java中创建线程体的方式，可以基于Runnable创建，也可以靠Callable创建带返回的、也可以通过Timer创建支持定时的……，但不管是哪种方式，到最后都是依赖于Runnable这个类实现的，如果大家有去研究过Callable的原理，大家就会发现：Callable实际上就是Runnable的封装体。

到这里，搞清线程与线程体的关系后，相信大家就一定明白了我为何说：Java中创建线程只有Thread.start()这一种方式的原因了！而最开始给出的其他方式，要么是在封装Thread.start()，要么是在创建线程体，而这个所谓的线程体，更接地气的说，应该是“多线程任务”。

new Runnable(...);
new Callable(...);

这并不是在创建线程，而是创建了两个可以提供给线程执行的“多线程任务”。

不过还有个问题，任务和线程，到底是怎么产生绑定关系的呢？大家可以去看Thread类提供的构造器，应该会发现这个构造函数：

public Thread(Runnable target) {
    init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}

当new``Thread对象并传入一个任务时，内部会调用init()方法，把传入的任务target传进去，同时还会给线程起个默认名字，即Thread-x，这个x会从0开始（线程名字也可以自定义）。

而当大家去尝试继续跟进init()方法时，会发现它在做一系列准备工作，如安全检测、设定名称、绑定线程组、设置守护线程……，当init()方法执行完成后，就可以调用Thread.start()方法启动线程啦。

启动线程时，最终会调用到start0()这个JNI方法，转而会去调用JVM的本地方法，即C/C++所编写的方法，源码我就不带着大家去跟了，感兴趣的可以去down一下OpenJDK的源码，或者去搜一下Thread.start()的实现原理，我这里就大致总结一下大体过程。

①Thread在类加载阶段，就会通过静态代码块去绑定Thread类方法与JVM本地方法的关系：

private static native void registerNatives();
static {
    registerNatives();
}

执行完这个registerNatives()本地方法后，Java的线程方法，就和JVM方法绑定了，如start0()这个方法，会对应着JVM_StartThread()这个C++函数等（具体代码位于openjdk\jdk\src\share\native\java\lang\Thread.c这个文件）。

②当调用Thread.start()方法后，会先调用Java中定义的start0()，接着会找到与之绑定的JVM_StartThread()这个JVM函数执行（具体实现位于openjdk\hotspot\src\share\vm\prims\jvm.cpp这个文件）。

③JVM_StartThread()函数最终会调用os::create_thread(...)这个函数，这个函数依旧是JVM函数，毕竟Java要实现跨平台特性，而不同操作系统创建线程的内核函数，也有所差异，如Linux操作系统中，创建线程最终会调用到pthread_create(...)这个内核函数。

④创建出一条内核线程后，接着会去执行Thread::start(...)函数，接着会去执行os::start_thread(thread)这个函数，这一步的作用，主要是让Java线程，和内核线程产生映射关系，也会在这一步，把Runnable线程体，顺势传递给OS的内核线程（具体实现位于openjdk\hotspot\src\share\vm\runtime\Thread.cpp这个文件）。

⑤当Java线程与内核线程产生映射后，接着就会执行载入的线程体（线程任务），也就是Java程序员所编写的那个run()方法。

四、总结

看到这里，这篇文章也就结束了，相较于以往的文章，篇幅方面略显短小，本文重在纠正大家的错误观念，讲述一种学习思维：看任何东西请保持质疑，不要无条件信任别人的说法，要锻炼自己的深度思考能力，而不是听风就是雨！学习时请记住这个原则，这才能让你真正发生质的成长。

最后，如果以后你的面试中，被问到“Java有几种创建线程的方式”这个问题时，也希望按照本文所说，在面试中聊出与别人不一样的看法，例如：

Java创建线程有很多种方式啊，像实现Runnable、Callable接口、继承Thread类、创建线程池等等，不过这些方式并没有真正创建出线程，严格来说，Java就只有一种方式可以创建线程，那就是通过new Thread().start()创建。而所谓的Runnable、Callable……对象，这仅仅只是线程体，也就是提供给线程执行的任务，并不属于真正的Java线程，它们的执行，最终还是需要依赖于new Thread()……

大家换位思考一下，面试官问别人时，答案都是千篇一律的那三种、四种、五种……，而你能聊出这样的看法，是不是特别能让他眼前一亮？因此面试的差异化就来了，别人都是八股文选手，而你拥有着自己的理解，这自然能让对方给你打上更高的评分，和别人竞争Offer时，那不就是手到拈来嘛~

最后的最后，如果看完本文对你有所启发，记得点赞、关注、收藏支持一下，如果平时想更方便看技术文章的小伙伴，也欢迎关注我的同名公众号：竹子爱熊猫。