本文转载自17coding ,于2019年05月22日由苏静发布.
一、Thread与Runable
1、创建线程的两种方法
在java中你怎么创建线程？相信你很快能够想到继承Thread类和实现Runable接口这两种方式。没错，java提供了这两种方式来创建新的线程。网上也有各种文章介绍这两种方式创建线程的区别，但是我们这里要讲的是这两种方式的关联。先分别看看这两种方式的代码
1、继承Thread类，重写run方法
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("我是继承Thread类创建的线程哟");
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
}
}
2、实现Runable接口，实现run方法
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("我是实现Runable接口创建的线程哟");
}
public static void main(String[] args) {
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
new Thread(myRunnable).start();
}
}
通过上面的代码我们不难发现，第一种方式中，继承了Thread类的子类通过重写父类的run方法就可以实现线程的创建。而第二种方式中实现Runnable接口的类的对象可以作为一个参数传递到创建的thread对象中。那么Runable为何方神圣？跟Thread类之间又有哪些不为人知的秘密？我们下期………我们下面揭晓。
2、Thread与Runable的关联
我们先看下Runnable的源码：
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
What? Runnable接口这么简单？就一个run方法？是的，你没有看错，Runnable接口就这么简单。如果没有Thread类，那么Runnable接口就是普通得不能再普通的一个接口了，我们在代码中实现这个接口，也做不了任何事情！但由于得到Thread类的“青睐”，这个接口就变得不一般了！
那么Runable接口得到Thread类的青睐，具体表现在哪呢？我们不妨先看看Thread类的定义
public class Thread implements Runnable{}
原来Thread是Runable的一个实现类！！！以程序人的第一直觉，那Thread自然应该实现了run方法，我们继续在源码中搜寻！
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
果不其然，Thread实现了run方法，并且有个判断，当target为null的时候什么也不做，否则执行target的run方法，target又是什么呢？
private Runnable target;
target也是一个Runable对象，那这个私有的字段在哪里赋值的呢？我们继续寻找发现是在init方法里面进行赋值的，并且最终在构造函数中调用了init方法，我们看看构造函数的定义（Thread重载了多个构造函数）
public Thread(Runnable target) {
init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}
这里我们能看到Thread的构造函数支持Runable的参数，不知道到目前大家有没有捋清楚Thread与Runable的关系，我们再总结一下：
1、 Runable原本平民，只是一个普通的接口。
2、Thread实现了Runable接口，并且实现了接口的run方法。
3、Thread提供了重载的构造函数，接收Runable类型的参数。在Thread重写的run方法中对调用了构造函数传入的Runable实现类的run方法。
所以不管我们用哪种方式创建线程，都要实现或者重写run方法！并且这个run方法都是实现的Runable接口中的方法。这个run方法就是我们自定义的需要在线程中处理的一些逻辑！那这个run方法在哪里调用的呢？直接调用run方法可以创建新的线程么？为什么我们在代码中都是调用的start方法去启动一个线程？start方法与run方法有什么关联？
好奇心的驱使，我再次打开了源码中的start方法一探究竟，发现这个方法中最主要的行为是调用了一个名为start0的方法。
public synchronized void start() {
……
start0();
……
}
那start0又是什么呢？
private native void start0();
看到native关键字我们就应该知道，这个方法是JVM的方法，具体的实现需要查看C的代码！
3、start方法与run方法的关联
鉴于自己C语言很烂，且多年没有碰过了，但是又想弄清楚start方法与run方法的关联，于是在网上查找了相关的资料，下面做一下整理。参考资料：https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-processthread/
在Thread 类的顶部，有个native的registerNatives本地方法，该方法主要的作用就是注册一些本地方法供 Thread 类使用，如start0()，stop0() 等等，可以说，所有操作本地线程的本地方法都是由它注册的 . 这个方法放在一个static语句块中，这就表明，当该类被加载到JVM中的时候，它就会被调用，进而注册相应的本地方法。
private static native void registerNatives();
static {
registerNatives();
}
本地方法registerNatives是定义在Thread.c文件中的。Thread.c是个很小的文件，定义了各个操作系统平台都要用到的关于线程的公用数据和操作
JNIEXPORT void JNICALL
Java_Java_lang_Thread_registerNatives (JNIEnv *env, jclass cls){
(*env)->RegisterNatives(env, cls, methods, ARRAY_LENGTH(methods));
}
static JNINativeMethod methods[] = {
……
{"start0", "()V",(void *)&JVM_StartThread},
{"stop0", "(" OBJ ")V", (void *)&JVM_StopThread},
……
};
到此，可以容易的看出Java线程调用start的方法，实际上会调用到JVM_StartThread方法，那这个方法又是怎样的逻辑呢。实际上，我们需要的是（或者说 Java 表现行为）该方法最终要调用Java线程的run方法，事实的确如此。 在jvm.cpp中，有如下代码段：
JVM_ENTRY(void, JVM_StartThread(JNIEnv* env, jobject jthread))
……
native_thread = new JavaThread(&thread_entry, sz);
……
这里JVM_ENTRY是一个宏，用来定义JVM_StartThread 函数，可以看到函数内创建了真正的平台相关的本地线程，其线程函数是 thread_entry，代码如下所示。
static void thread_entry(JavaThread* thread, TRAPS) {
HandleMark hm(THREAD);
Handle obj(THREAD, thread->threadObj());
JavaValue result(T_VOID);
JavaCalls::call_virtual(&result,obj,
KlassHandle(THREAD,SystemDictionary::Thread_klass()),
vmSymbolHandles::run_method_name(),
vmSymbolHandles::void_method_signature(),THREAD);
}
可以看到调用了vmSymbolHandles::run_method_name方法，这是在 vmSymbols.hpp用宏定义的：
class vmSymbolHandles: AllStatic {
…
template(run_method_name,"run")
…
}
至于run_method_name是如何声明定义的，因为涉及到很繁琐的代码细节，本文不做赘述。感兴趣的读者可以自行查看JVM的源代码。
综上所述，Java线程的创建调用过程如上图所示，首先 , Java线程的start方法会创建一个本地线程（通过调用JVM_StartThread），该线程的线程函数是定义在jvm.cpp中的thread_entry，由其再进一步调用run方法。可以看到Java线程的run方法和普通方法其实没有本质区别，直接调用run方法不会报错，但是却是在当前线程执行，而不会创建一个新的线程。
二、FutureTask、Callable与Runable
1、创建能获取结果的异步线程
上面我们了解了创建线程创建的两种方式，但是我们也能看到，通过runable方式创建的线程无法获取返回值，如果我们需要异步执行某个操作，并且得到返回的结果，可能上面的两种创建线程的方式就不适用啦（也不是说不可以，比如通过共享变量等方式，但是使用起来会比较麻烦）！在java中提供一种比较方便的方式，那就是使用FutureTask类，我们先看看使用方式：
public class MyFutrueTask implements Callable<String> {
@Override
public String call() throws Exception {
System.out.println("我是Future模式的线程啦");
return "Future模式的线程结束啦";
}
public static void main(String[] args) throws TimeoutException, ExecutionException, InterruptedException {
FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(new MyFutrueTask());
new Thread(futureTask).start();
String result = futureTask.get(2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
System.out.println(result);
}
}
主类实现了一个名为Callable的接口，并且实现了接口的call方法，具体的业务逻辑就在call方法中实现！实现Callable接口的类的对象可以作为一个参数传递到创建的FutureTask对象的构造函数中，而FutureTask类的对象又作为一个参数传递到Thread对象的构造函数中……根据上面我们对Thread和Runable的了解，能够作为参数传入到Thread构造函数的对象，一定是实现了Runable接口的！那是不是说FutureTask对象就应该是一个Runable的实现类呢？
2、FutureTask实现
我们先看看FutureTask类的定义
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
FutureTask是一个泛型类，并且实现了RunableFutrue泛型接口，我们继续跟进
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
void run();
}
RunableFutrue接口继承了Runable接口，这也就是说FutureTask间接的实现了Runable接口，FutureTask也是Runable的一个实现类，那也就必须要实现run方法，还能够将实例对象传入Thread对象的构造后函数！RunableFutrue接口还继承了另外的一个名为Futrue的泛型接口，我们看看该接口的定义
public interface Future<V> {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
boolean isCancelled();
boolean isDone();
V get();
V get(long timeout, TimeUnit unit);
}
根据这些方法的命名能够看出来，FutureTask实现了Future接口后，就应该拥有了取消线程、判断线程运行状态、获取结果等功能！我们整体看一下FutureTask的类图：
FutureTask类中对这些接口的具体实现是怎么样的呢？我们可以到FutureTask类中一探究竟，先瞅瞅构造函数
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW;
}
构造函数接收一个Callable类型的参数，Callable是一个泛型类型的接口，该接口只有一个名为call的方法。本来这也只是一个普通的接口，但由于收到FutrueTask的“青睐”，这个接口变得不一般了！
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
乍一看是不是觉得跟Runable接口很像呢？但是Callable接口的call方法有返回值！Callable、Runable、FutureTask之间是怎么关联起来的呢？我们上面有说了FutureTask是Runable的一个实现类，那FutureTask是不是应该也实现了run方法呢？我们跟进一下代码：
public void run() {
......
try {
Callable<V> c = callable;
if (c != null && state == NEW) {
V result;
boolean ran;
try {
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
......
}
if (ran)
set(result);
}
} finally {
......
}
}
Run方法的实现也比较简单，上述代码只保留了需要关注的代码。在run方法中调用了构造函数传入的Callable实现类的call方法，并且用result的变量接收方法的返回值，最后调用set方法将返回结果设置到类的属性，由于FutureTask实现了Future接口，所以也就有了获取返回值以及判断线程是否运行完成、取消的能力！也就是说，我们自定义Callable实现类的call方法，最终会在FutureTask类（也就是Runable）的run方法中执行！！！