先講述一下Java中的應(yīng)用程序和進(jìn)程相關(guān)的概念知識(shí)，然后再闡述如何創(chuàng)建線程以及如何創(chuàng)建進(jìn)程。下面是本文的目錄大綱：
一.Java中關(guān)于應(yīng)用程序和進(jìn)程相關(guān)的概念
二.Java中如何創(chuàng)建線程
三.Java中如何創(chuàng)建進(jìn)程
一.Java中關(guān)于應(yīng)用程序和進(jìn)程相關(guān)的概念
在Java中，一個(gè)應(yīng)用程序?qū)?yīng)著一個(gè)JVM實(shí)例（也有地方稱為JVM進(jìn)程），一般來說名字默認(rèn)為java.exe或者javaw.exe（windows下可以通過任務(wù)管理器查看）。Java采用的是單線程編程模型，即在我們自己的程序中如果沒有主動(dòng)創(chuàng)建線程的話，只會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線程，通常稱為主線程。但是要注意，雖然只有一個(gè)線程來執(zhí)行任務(wù)，不代表JVM中只有一個(gè)線程，JVM實(shí)例在創(chuàng)建的時(shí)候，同時(shí)會(huì)創(chuàng)建很多其他的線程（比如垃圾收集器線程）。
由于Java采用的是單線程編程模型，因此在進(jìn)行UI編程時(shí)要注意將耗時(shí)的操作放在子線程中進(jìn)行，以避免阻塞主線程（在UI編程時(shí)，主線程即UI線程，用來處理用戶的交互事件）。
二.Java中如何創(chuàng)建線程
在java中如果要?jiǎng)?chuàng)建線程的話，一般有兩種方式：1）繼承Thread類；2）實(shí)現(xiàn)Runnable接口。
1.繼承Thread類
繼承Thread類的話，必須重寫run方法，在run方法中定義需要執(zhí)行的任務(wù)。
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class MyThread extends Thread{ private static int num = 0; public MyThread(){ num++; } @Override public void run() { System.out.println("主動(dòng)創(chuàng)建的第"+num+"個(gè)線程"); }} |
創(chuàng)建好了自己的線程類之后，就可以創(chuàng)建線程對(duì)象了，然后通過start()方法去啟動(dòng)線程。注意，不是調(diào)用run()方法啟動(dòng)線程，run方法中只是定義需要執(zhí)行的任務(wù)，如果調(diào)用run方法，即相當(dāng)于在主線程中執(zhí)行run方法，跟普通的方法調(diào)用沒有任何區(qū)別，此時(shí)并不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的線程來執(zhí)行定義的任務(wù)。
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public class Test { public static void main(String[] args) { MyThread thread = new MyThread(); thread.start(); }} class MyThread extends Thread{ private static int num = 0; public MyThread(){ num++; } @Override public void run() { System.out.println("主動(dòng)創(chuàng)建的第"+num+"個(gè)線程"); }} |
在上面代碼中，通過調(diào)用start()方法，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的線程了。為了分清start()方法調(diào)用和run()方法調(diào)用的區(qū)別，請(qǐng)看下面一個(gè)例子：
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public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println("主線程ID:"+Thread.currentThread().getId()); MyThread thread1 = new MyThread("thread1"); thread1.start(); MyThread thread2 = new MyThread("thread2"); thread2.run(); }} class MyThread extends Thread{ private String name; public MyThread(String name){ this.name = name; } @Override public void run() { System.out.println("name:"+name+" 子線程ID:"+Thread.currentThread().getId()); }} |
運(yùn)行結(jié)果：
從輸出結(jié)果可以得出以下結(jié)論：
1）thread1和thread2的線程ID不同，thread2和主線程ID相同，說明通過run方法調(diào)用并不會(huì)創(chuàng)建新的線程，而是在主線程中直接運(yùn)行run方法，跟普通的方法調(diào)用沒有任何區(qū)別；
2）雖然thread1的start方法調(diào)用在thread2的run方法前面調(diào)用，但是先輸出的是thread2的run方法調(diào)用的相關(guān)信息，說明新線程創(chuàng)建的過程不會(huì)阻塞主線程的后續(xù)執(zhí)行。
2.實(shí)現(xiàn)Runnable接口
在Java中創(chuàng)建線程除了繼承Thread類之外，還可以通過實(shí)現(xiàn)Runnable接口來實(shí)現(xiàn)類似的功能。實(shí)現(xiàn)Runnable接口必須重寫其run方法。
下面是一個(gè)例子：
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public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println("主線程ID："+Thread.currentThread().getId()); MyRunnable runnable = new MyRunnable(); Thread thread = new Thread(runnable); thread.start(); }} class MyRunnable implements Runnable{ public MyRunnable() { } @Override public void run() { System.out.println("子線程ID："+Thread.currentThread().getId()); }} |
Runnable的中文意思是“任務(wù)”，顧名思義，通過實(shí)現(xiàn)Runnable接口，我們定義了一個(gè)子任務(wù)，然后將子任務(wù)交由Thread去執(zhí)行。注意，這種方式必須將Runnable作為Thread類的參數(shù)，然后通過Thread的start方法來創(chuàng)建一個(gè)新線程來執(zhí)行該子任務(wù)。如果調(diào)用Runnable的run方法的話，是不會(huì)創(chuàng)建新線程的，這根普通的方法調(diào)用沒有任何區(qū)別。
事實(shí)上，查看Thread類的實(shí)現(xiàn)源代碼會(huì)發(fā)現(xiàn)Thread類是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的。
在Java中，這2種方式都可以用來創(chuàng)建線程去執(zhí)行子任務(wù)，具體選擇哪一種方式要看自己的需求。直接繼承Thread類的話，可能比實(shí)現(xiàn)Runnable接口看起來更加簡(jiǎn)潔，但是由于Java只允許單繼承，所以如果自定義類需要繼承其他類，則只能選擇實(shí)現(xiàn)Runnable接口。
三.Java中如何創(chuàng)建進(jìn)程
在Java中，可以通過兩種方式來創(chuàng)建進(jìn)程，總共涉及到5個(gè)主要的類。
第一種方式是通過Runtime.exec()方法來創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，第二種方法是通過ProcessBuilder的start方法來創(chuàng)建進(jìn)程。下面就來講一講這2種方式的區(qū)別和聯(lián)系。
首先要講的是Process類，Process類是一個(gè)抽象類，在它里面主要有幾個(gè)抽象的方法，這個(gè)可以通過查看Process類的源代碼得知：
位于java.lang.Process路徑下：
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public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println("主線程ID："+Thread.currentThread().getId()); MyRunnable runnable = new MyRunnable(); Thread thread = new Thread(runnable); thread.start(); }} class MyRunnable implements Runnable{ public MyRunnable() { } @Override public void run() { System.out.println("子線程ID："+Thread.currentThread().getId()); }} |
1）通過ProcessBuilder創(chuàng)建進(jìn)程
ProcessBuilder是一個(gè)final類，它有兩個(gè)構(gòu)造器：
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public final class ProcessBuilder{ private List<String> command; private File directory; private Map<String,String> environment; private boolean redirectErrorStream; public ProcessBuilder(List<String> command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); this.command = command; } public ProcessBuilder(String... command) { this.command = new ArrayList<String>(command.length); for (String arg : command) this.command.add(arg); }....} |
構(gòu)造器中傳遞的是需要?jiǎng)?chuàng)建的進(jìn)程的命令參數(shù)，第一個(gè)構(gòu)造器是將命令參數(shù)放進(jìn)List當(dāng)中傳進(jìn)去，第二構(gòu)造器是以不定長(zhǎng)字符串的形式傳進(jìn)去。
那么我們接著往下看，前面提到是通過ProcessBuilder的start方法來創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程的，我們看一下start方法中具體做了哪些事情。下面是start方法的具體實(shí)現(xiàn)源代碼：
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public Process start() throws IOException {// Must convert to array first -- a malicious user-supplied// list might try to circumvent the security check.String[] cmdarray = command.toArray(new String[command.size()]);for (String arg : cmdarray) if (arg == null) throw new NullPointerException();// Throws IndexOutOfBoundsException if command is emptyString prog = cmdarray[0]; SecurityManager security = System.getSecurityManager();if (security != null) security.checkExec(prog); String dir = directory == null ? null : directory.toString(); try { return ProcessImpl.start(cmdarray, environment, dir, redirectErrorStream);} catch (IOException e) { // It's much easier for us to create a high-quality error // message than the low-level C code which found the problem. throw new IOException( "Cannot run program \"" + prog + "\"" + (dir == null ? "" : " (in directory \"" + dir + "\")") + ": " + e.getMessage(), e);}} |
該方法返回一個(gè)Process對(duì)象，該方法的前面部分相當(dāng)于是根據(jù)命令參數(shù)以及設(shè)置的工作目錄進(jìn)行一些參數(shù)設(shè)定，最重要的是try語句塊里面的一句：
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return ProcessImpl.start(cmdarray, environment, dir, redirectErrorStream); |
說明真正創(chuàng)建進(jìn)程的是這一句，注意調(diào)用的是ProcessImpl類的start方法，此處可以知道start必然是一個(gè)靜態(tài)方法。那么ProcessImpl又是什么類呢？該類同樣位于java.lang.ProcessImpl路徑下，看一下該類的具體實(shí)現(xiàn)：
ProcessImpl也是一個(gè)final類，它繼承了Process類：
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final class ProcessImpl extends Process { // System-dependent portion of ProcessBuilder.start() static Process start(String cmdarray[], java.util.Map<String,String> environment, String dir, boolean redirectErrorStream) throws IOException { String envblock = ProcessEnvironment.toEnvironmentBlock(environment); return new ProcessImpl(cmdarray, envblock, dir, redirectErrorStream); } ....} |
這是ProcessImpl類的start方法的具體實(shí)現(xiàn)，而事實(shí)上start方法中是通過這句來創(chuàng)建一個(gè)ProcessImpl對(duì)象的：
return new ProcessImpl(cmdarray, envblock, dir, redirectErrorStream);
而在ProcessImpl中對(duì)Process類中的幾個(gè)抽象方法進(jìn)行了具體實(shí)現(xiàn)。
說明事實(shí)上通過ProcessBuilder的start方法創(chuàng)建的是一個(gè)ProcessImpl對(duì)象。
下面看一下具體使用ProcessBuilder創(chuàng)建進(jìn)程的例子，比如我要通過ProcessBuilder來啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程打開cmd，并獲取ip地址信息，那么可以這么寫：
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public class Test { public static void main(String[] args) throws IOException { ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("cmd","/c","ipconfig/all"); Process process = pb.start(); Scanner scanner = new Scanner(process.getInputStream()); while(scanner.hasNextLine()){ System.out.println(scanner.nextLine()); } scanner.close(); }} |
第一步是最關(guān)鍵的，就是將命令字符串傳給ProcessBuilder的構(gòu)造器，一般來說，是把字符串中的每個(gè)獨(dú)立的命令作為一個(gè)單獨(dú)的參數(shù)，不過也可以按照順序放入List中傳進(jìn)去。
至于其他很多具體的用法不在此進(jìn)行贅述，比如通過ProcessBuilder的environment方法和directory(File directory)設(shè)置進(jìn)程的環(huán)境變量以及工作目錄等，感興趣的朋友可以查看相關(guān)API文檔。
2）通過Runtime的exec方法來創(chuàng)建進(jìn)程
首先還是來看一下Runtime類和exec方法的具體實(shí)現(xiàn)，Runtime，顧名思義，即運(yùn)行時(shí)，表示當(dāng)前進(jìn)程所在的虛擬機(jī)實(shí)例。
由于任何進(jìn)程只會(huì)運(yùn)行于一個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例當(dāng)中，所以在Runtime中采用了單例模式，即只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例：
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public class Runtime { private static Runtime currentRuntime = new Runtime(); /** * Returns the runtime object associated with the current Java application. * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance * methods and must be invoked with respect to the current runtime object. * * @return the <code>Runtime</code> object associated with the current * Java application. */ public static Runtime getRuntime() { return currentRuntime; } /** Don't let anyone else instantiate this class */ private Runtime() {} ... } |
從這里可以看出，由于Runtime類的構(gòu)造器是private的，所以只有通過getRuntime去獲取Runtime的實(shí)例。接下來著重看一下exec方法 實(shí)現(xiàn)，在Runtime中有多個(gè)exec的不同重載實(shí)現(xiàn)，但真正最后執(zhí)行的是這個(gè)版本的exec方法：
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public Process exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir) throws IOException { return new ProcessBuilder(cmdarray) .environment(envp) .directory(dir) .start(); } |
可以發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上通過Runtime類的exec創(chuàng)建進(jìn)程的話，最終還是通過ProcessBuilder類的start方法來創(chuàng)建的。
下面看一個(gè)例子，看一下通過Runtime的exec如何創(chuàng)建進(jìn)程，還是前面的例子，調(diào)用cmd，獲取ip地址信息：
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public class Test { public static void main(String[] args) throws IOException { String cmd = "cmd "+"/c "+"ipconfig/all"; Process process = Runtime.getRuntime().exec(cmd); Scanner scanner = new Scanner(process.getInputStream()); while(scanner.hasNextLine()){ System.out.println(scanner.nextLine()); } scanner.close(); }} |
要注意的是，exec方法不支持不定長(zhǎng)參數(shù)（ProcessBuilder是支持不定長(zhǎng)參數(shù)的），所以必須先把命令參數(shù)拼接好再傳進(jìn)去。
關(guān)于在Java中如何創(chuàng)建線程和進(jìn)程的話，暫時(shí)就講這么多了，感興趣的朋友可以參考相關(guān)資料。
