Java线程7：线程数据传递

向线程传递数据的三种方法

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，在下一篇文章中将介绍从线程中返回数据的方法。

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：

publicclassMyThread1extendsThread{

privateStringname;

	publicMyThread1(Stringname){

		this.name=name;

}

	publicvoidrun(){

		System.out.println("hello"+name);

}

	publicstaticvoidmain(String[]args){

		Threadthread=newMyThread1("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：

publicclassMyThread2implementsRunnable{

privateStringname;

	publicvoidsetName(Stringname){

		this.name=name;

}

	publicvoidrun(){

		System.out.println("hello"+name);

}

	publicstaticvoidmain(String[]args){

		MyThread2myThread=newMyThread2();

myThread.setName("world");

		Threadthread=newThread(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。

classData{

	publicintvalue=0;

}

classWork{

	publicvoidprocess(Datadata,Integernumbers){

		for(intn:numbers){

			data.value+=n;

}

}

}

publicclassMyThread3extendsThread{

	privateWorkwork;

	publicMyThread3(Workwork){

		this.work=work;

}

	publicvoidrun(){

		java.util.Randomrandom=newjava.util.Random();

		Datadata=newData();

		intn1=random.nextInt(1000);

		intn2=random.nextInt(2000);

		intn3=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);

}

	publicstaticvoidmain(String[]args){

		Threadthread=newMyThread3(newWork());

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。
从线程返回数据的两种方法

从线程中返回数据和向线程传递数据类似。也可以通过类成员以及回调函数来返回数据。但类成员在返回数据和传递数据时有一些区别，下面让我们来看看它们区别在哪。

一、通过类变量和方法返回数据

使用这种方法返回数据需要在调用start方法后才能通过类变量或方法得到数据。让我们先来看看下面例子会得到什么结果。

publicclassMyThreadextendsThread

{

privateStringvalue1;

privateStringvalue2;

publicvoidrun()

{

value1="通过成员变量返回数据";

value2="通过成员方法返回数据";

}

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException

{

MyThreadthread=newMyThread();

thread.start();

System.out.println("value1:"+thread.value1);

System.out.println("value2:"+thread.value2);

}

}

运行上面的代码有可能输出如下的结果：

value1:null

value2:null

从上面的运行结果看很不正常。在run方法中已经对value1和value2赋了值，而返回的却是null。发生这种情况的原因是调用start方法后就立刻输出了value1和value2的值，而这里run方法还没有执行到为value1和value2赋值的语句。要避免这种情况的发生，就需要等run方法执行完后才执行输出value1和value2的代码。

Java的线程模型为我们提供了更好的解决方案，这就是join方法。在前面已经讨论过，join的功能就是使用线程从异步执行变成同步执行。当线程变成同步执行后，就和从普通的方法中得到返回数据没有什么区别了。因此，可以使用如下的代码更有效地解决这个问题：

thread.start();

thread.join();

在thread.join()执行完后，线程thread的run方法已经退出了，也就是说线程thread已经结束了。因此，在thread.join()后面可以放心大胆地使用MyThread类的任何资源来得到返回数据。

二、通过回调函数返回数据

其实这种方法已经在《向线程传递数据的三种方法》中介绍了。在《向线程传递数据的三种方法》一文的例子中通过Work类的process方法向线程中传递了计算结果，但同时，也通过process方法从线程中得到了三个随机数。因此，这种方法既可以向线程中传递数据，也可以从线程中获得数据。