透彻学习 JDK:start 与 run 的线程边界

直接调用 run 能得到输出,却没有创建新的执行线程。

edyang · 2013-06-05

直接调用 run 能得到输出,却没有创建新的执行线程。线程实验要观察身份与执行顺序。

本文使用JDK 7,示例为方法体或类定义片段。源码学习需要区分语言规则、公共接口约定与某个版本的实现。本文把讨论范围固定在 Java 7,不把后续版本的集合结构或语法写进来。

1. 从现象推到机制

start 请求启动新的线程并由虚拟机安排执行,run 只是普通方法入口。线程不能通过重复 start 重新启动;结束后要创建新实例。sleep 暂停当前线程,但不会自动释放已持有的监视器锁。

透彻学习 JDK:start 与 run 的线程边界的处理、反馈与观察关系

图中的四个节点分别表示调用线程、线程调度、任务代码、结束等待。顺着实线检查输入如何变成输出,再沿虚线核对反馈条件。图示表达的是本文讨论的关系,不是实测曲线或现场截图。

2. 最小实现与输入条件

分别在主线程和工作代码中打印名称,再用 join 等待工作结束。输出先后可能变化,不能依赖某一次顺序表达业务依赖。

1
2
3
4
5
6
7
Thread t = new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}, "worker");
t.start();
t.join();

将片段放入独立的小工程,补齐 imports(导入声明)和调用入口。观察返回值、异常类型及对象状态;并发实验需要重复交错,单次没有出错不能证明线程安全。

3. 用对照区分原因

下表列出需要主动改变的条件。预期行为来自机制分析,复现时还需记录运行环境和原始输出,不能将预期当作已经测得的结果。

改变的条件 需要验证的行为
直接调用 run 执行线程仍是调用方
使用 start 后 join 调用方等待目标线程结束
再次调用同一线程的 start 应抛线程状态异常

对照 1:直接调用 run

执行线程仍是调用方。观察时记录当前线程的名称与标识。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 2:使用 start 后 join

调用方等待目标线程结束。观察时记录join 返回时目标是否存活。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 3:再次调用同一线程的 start

应抛线程状态异常。观察时记录线程实例的启动历史。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

4. 适用条件与取舍

线程生命周期与任务生命周期不是同一件事。频繁创建短任务可以交给线程池,但停止任务仍需协作式取消,不能把中断当作强制终止。

一次正常运行只覆盖了这组输入。继续扩展前,应把上面的异常对照保留下来,尤其关注“再次调用同一线程的 start”这一分支。后续方案若改变了图中任意一处依赖,原来的判断就要重新验证,不能仅凭界面相似或返回值相同沿用结论。

同月延伸

参考资料

  1. Java SE 7 API 文档
  2. Java SE 7 语言规范