java多线程之传参和返回值处理

本文是关于JAVA多线程和并发的第二篇，对于传参和返回值的问题，是面试中关于多线程这一块问得比较多的问题了，这里进行详细的说明。

一、如何给run()方法传参

我们知道多线程是通过star()方法让线程处于准备就绪状态，而实际运行的业务逻辑是放在run()方法体中的，但是run()方法是没有参数的方法，实际的业务场景中，我们可能需要向方法体中传递参数，实现的方式主要有三种：

构造函数传参，这个在上一篇文章中已经演示了。
成员变量传参，这个就是依靠set方法。
回调函数传参，这个稍微特殊一点。这里说明一下。

上面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。

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() {
        //1.随机生成3个数放进数组中
        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 );
        Integer[] numbers = new Integer[3];
        numbers[0] = n1;
        numbers[1] = n2;
        numbers[2] = n3;
        //调用函数去计算这三个数之和，计算的结果存在Data实例中的value属性中
        //这里process相当于回调函数，我调用这个函数，给我一个计算结果
        work.process(data, numbers);    
        System.out.println(String.valueOf(n1) +  "+"  + String.valueOf(n2) +  "+"
                + String.valueOf(n3) +  "="  + data.value);
    }

    public  static  void  main(String[] args) {
        Thread t =  new  MyThread3( new  Work());
        t.start();
    }
}

其中一次的执行结果为：

1	707+678+173=1558

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。

二、如何处理线程返回值

由于线程相当于一个异步的处理函数，想要获取它的结果就不能像传统的获取它的return的值那么简单了，主要问题就在于它什么时候能处理好是不知道的，需要一定的机制去等待它处理好了再去获取它的处理结果。方式一般有三种。

2.1 主线程等待法

这个方法是最简单也是最容易想到的处理方式。下面搞个实例来看看大概是如何操作的。

首先写一个类，写这个的含义是，假如主线程不等待，将会一口气执行到最后一行，此时子线程可能还没执行完。就会出现打印空。

那么我们的主线程如何获取到子线程中赋予的值呢？一种方式就是死等，不停地轮询看你的值是否已经计算好了，一旦计算好就可以拿到这个值。类似于以下：

其实这就是自旋，即CPU停在这里等待，不能干其他事情，这必然会大大浪费CPU资源，所以虽然这种方式实现起来非常简单，但是不适合用。另外的缺点就是代码臃肿，比如我要等待的值不止一个，有多个，那是不是要写多个while循环来等待呢？此外，我们大多时候根本不知道这个子线程到底要执行多久，因为我们这里是每隔100毫秒轮询一次，那假如这个值在这100毫秒内值已经有了，那么是不能立即获取的。

针对以上不能精准控制的缺点，这里便有了第二种方法。

Join方法

Thread类中的join方法可以阻塞当前线程以等待子线程处理完毕。

在这里，由于是在主线程中调用的join，所以阻塞主线程，让子线程执行完毕再继续执行。

这种方法更简单，但是存在多个子线程的情况下，做到灵活以及精准控制是做不到的。

Callable接口实现

JAVA提供了有返回值的任务，即实现了Callable接口的任务，执行这个任务之后可以获取一个叫做Futrue的对象，通过get()就可以获取Callable任务返回的内容。

具体是如何获取返回的内容呢？有两种方式，一个是通过FutureTask这个类来获取，一个是通过线程池获取。

对于第一种方式，我们通过例子来理解。

先新建一个实现了Callable接口的任务：

把Callable任务放进FutureTask中，这个FutureTask再放进Thread中去执行：

发现我们的程序并没有显示地等待，FutureTask的get()方法完成了等待和获取返回值。下面来看看Future的继承关系：

我们发现，FutureTask实质上都是Runnable接口的实例，只是它还是Futrue接口的实例，所以不仅可以作为一个线程任务被执行，还可以接受一个Callable接口去接受它的返回值。因此是一个升级版的Runnable实例。

说完了FutureTask的实现方式，下面再来看看另一种方式，即线程池来实现。关于线程池，后文还会详细介绍，这里只是简单先运用一下。

达到了一样的效果。我们来分析分析。

我们发现，其实两种方式的根本就是Future这个接口，第一种是直接用了FutureTask这个类来手动实现，即不仅需要它接收一个Callable任务，还需要将其作为一个线程任务去手动执行。而第二种方式就比较简单了，有了线程池，我直接把Callable任务扔线程池去submit，就可以得到一个可以获取返回值的Future类型对象，就可以根据这个对象获取到值了。

所以两种方式本质上是一样一样的。

下面补充一下关于Runnable和Callable两者的区别：

表面区别：

Runnable不返回任务执行结果，Callable可返回任务执行结果
Callable在任务无法计算结果时抛出异常，而Runnable不能