Java如何向线程传递参数

在传统的同步开发模式下,当我们调用一个函数时,通过这个函数的参数将数据传入,并通过这个函数的返回值来返回最终的计算结果。但在多线程的异步开发模式下,数据的传递和返回和同步开发模式有很大的区别。由于线程的运行和结束是不可预料的,因此,在传递和返回数据时就无法象函数一样通过函数参数和return语句来返回数据。本文就以上原因介绍了几种用于向线程传递数据的方法.

欲先取之,必先予之。一般在使用线程时都需要有一些初始化数据,然后线程利用这些数据进行加工处理,并返回结果。在这个过程中最先要做的就是向线程中传递数据。
 

一、通过构造方法传递数据

在创建线程时,必须要建立一个Thread类的或其子类的实例。因此,我们不难想到在调用start方法之前通过线程类的构造方法将数据传入线程。并将传入的数据使用类变量保存起来,以便线程使用(其实就是在run方法中使用)。下面的代码演示了如何通过构造方法来传递数据:

package mythread;

public class MyThread1 extends Thread
{
    private String name;

    public MyThread1(String name)
    {
        this.name = name;
    }
    public void run()
    {
        System.out.println("hello " + name);
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        Thread thread = new MyThread1("world");
        thread.start();        
    }
}

由于这种方法是在创建线程对象的同时传递数据的,因此,在线程运行之前这些数据就就已经到位了,这样就不会造成数据在线程运行后才传入的现象。如果要传递更复杂的数据,可以使用集合、类等数据结构。使用构造方法来传递数据虽然比较安全,但如果要传递的数据比较多时,就会造成很多不便。由于Java没有默认参数,要想实现类似默认参数的效果,就得使用重载,这样不但使构造方法本身过于复杂,又会使构造方法在数量上大增。因此,要想避免这种情况,就得通过类方法或类变量来传递数据。
 

二、通过变量和方法传递数据

向对象中传入数据一般有两次机会,第一次机会是在建立对象时通过构造方法将数据传入,另外一次机会就是在类中定义一系列的public的方法或变量(也可称之为字段)。然后在建立完对象后,通过对象实例逐个赋值。下面的代码是对MyThread1类的改版,使用了一个setName方法来设置 name变量:

package mythread;

public class MyThread2 implements Runnable
{
    private String name;

    public void setName(String name)
    {
        this.name = name;
    }
    public void run()
    {
        System.out.println("hello " + name);
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        MyThread2 myThread = new MyThread2();
        myThread.setName("world");
        Thread thread = new Thread(myThread);
        thread.start();
    }
}

三、通过回调函数传递数据

上面讨论的两种向线程中传递数据的方法是最常用的。但这两种方法都是main方法中主动将数据传入线程类的。这对于线程来说,是被动接收这些数据的。然而,在有些应用中需要在线程运行的过程中动态地获取数据,如在下面代码的run方法中产生了3个随机数,然后通过Work类的process方法求这三个随机数的和,并通过Data类的value将结果返回。从这个例子可以看出,在返回value之前,必须要得到三个随机数。也就是说,这个 value是无法事先就传入线程类的。

package mythread;

class Data
{
    public int value = 0;
}
class Work
{
    public void process(Data data, Integer numbers)
    {
        for (int n : numbers)
        {
            data.value += n;
        }
    }
}
public class MyThread3 extends Thread
{
    private Work work;

    public MyThread3(Work work)
    {
        this.work = work;
    }
    public void run()
    {
        java.util.Random random = new java.util.Random();
        Data data = new Data();
        int n1 = random.nextInt(1000);
        int n2 = random.nextInt(2000);
        int n3 = random.nextInt(3000);
        work.process(data, n1, n2, n3);   // 使用回调函数
        System.out.println(String.valueOf(n1) + "+" + String.valueOf(n2) + "+"
                + String.valueOf(n3) + "=" + data.value);
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        Thread thread = new MyThread3(new Work());
        thread.start();
    }
}

在上面代码中的process方法被称为回调函数。从本质上说,回调函数就是事件函数。在Windows API中常使用回调函数和调用API的程序之间进行数据交互。因此,调用回调函数的过程就是最原始的引发事件的过程。在这个例子中调用了process方法来获得数据也就相当于在run方法中引发了一个事件。
 

四、

让我们从一个实际编码问题开始讲起,主线程循环一个集合元素,并创建子线程中做相应的处理(可能比较耗时)。下面是最初的一段实现代码,请问这段代码存在什么问题?

for (int i = 0; i < 100; i++) {
    Thread th = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(i + "");
        }
    });
    th.start();
}

(1)首先这段程序是无法通过编译的,在intellij idea中提示“Variable ‘i’ is accessed from within inner class,needs to be final or effectively final”,在Eclipse中提示”Local variable i defined in an enclosing scope must be final or effectively final”,意思是说在内部类中无法访问外部类中不是final修饰的成员变量。那么我们很容易想通过下面的方式解决:

for (int i = 0; i < 100; i++) {
    int p = i;
    Thread th = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(p + "");
        }
    });
    th.start();
}

这段代码能够通过编译,而且似乎运行良好。但是不是线程安全的,父线程中的循环变量不断被修改,子线程得到的父线程成员变量可能是不正确的。

扫描二维码关注公众号,回复: 3221498 查看本文章

(2)其次上面的代码在循环体内创建了大量的子线程,线程的创建和销毁会造成系统资源的开销,一般推荐使用线程池的方式创建线程,比如ThreadPoolExecutor。

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(6, 10, 5, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

for (int i = 0; i < 100; i++) {
    int p=i;
    executor.execute(()->{
        System.out.println(p + "");
    });
}

那么有什么办法使得子线程能够安全的获取到父线程的变量呢,我们可以编写如下的线程实现类:

public class MyRunnable implements Runnable {

    Object param;

    public MyRunnable(Object parameter) {
        this.param = parameter;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(param.toString());
    }
}

这里的问题是我们必须针对不同的情形,编写不同的子线程实现类,在各个工程中分散了很多类似的脚手架代码,闻到这种“味道”,我们应该想到需要进行代码抽象和封装,以便于重复使用。据此,笔者用Java封装了一个带参数的线程类:

/**
 * ParameterizedThreadStart defines the start method for starting a thread.
 * @author wadexmy
 * @param <T>
 */
public interface ParameterizedThreadStart<T>{
    /**
     * a method with parameter
     * @param context
     */
    void run(T context);
}

/**
 * ParameterizedThread defines a thread with a generic parameter
 * @author wadexmy
 * @param <T>
 */
public class ParameterizedThread<T> implements Runnable{

    private T context;
    private ParameterizedThreadStart<T> parameterStart;

    /**
     * Constructor
     * @param context
     */
    public ParameterizedThread(T context,ParameterizedThreadStart<T> parameterStart){
        this.context=context;
        this.parameterStart=parameterStart;
    }

    /**
     * getContext returns the context of current thread.
     * @return
     */
    public T getContext(){
        return context;
    }

    /**
     * run method to be called in that separately executing thread.
     */
    @Override
    public void run() {
        parameterStart.run(context);
    }
}

类ParameterizedThread实现了Runnable,在构造方法中传递了一个参数和需要执行的方法。可以通过下面的代码测试这个类:

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(6, 10, 5, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executor.execute(new ParameterizedThread<>(i, (p) -> {
        System.out.println(p.toString());
    }));
}

来自:
https://www.jb51.net/article/31981.htm
https://www.cnblogs.com/wangnmhb/p/9226550.html

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/m0_37739193/article/details/82147086
今日推荐