1. 引言
多线程编程是现代计算机编程中非常重要的一部分，尤其是在 Java 语言中，线程的创建和管理是实现并发的重要手段。在 Java 中，我们通常通过调用 start() 方法来启动一个线程，这会间接地执行 run() 方法。那么，为什么不能直接调用 run() 方法，而必须通过 start() 方法呢？本文将通过对 start() 和 run() 的详细解析，深入探讨这个问题。
2. 线程与并发的基本概念
线程是程序执行的最小单元，多线程指的是一个程序有多个执行流同时进行。这些执行流（线程）可以在多核处理器上并行运行，或者在单核处理器上通过时间片轮转实现并发执行。Java 中的线程类 Thread 和接口 Runnable 是实现多线程编程的主要方式。
并发与并行
并发（Concurrency）和并行（Parallelism）是多线程中两个重要的概念。并发意味着多个任务交替进行，而并行则意味着多个任务同时进行。Java 通过线程机制提供了这两种能力的支持。
3. 什么是 start() 方法
start() 是 Java Thread 类中的一个方法，它用于启动一个新线程。当调用 start() 方法时，Java 虚拟机（JVM）会创建一个新的执行路径，并调用线程的 run() 方法。
具体来说，start() 方法：
- 分配系统资源（如内存、CPU 线程）以启动新线程。
- 将当前线程添加到线程调度器中，由调度器决定执行时间。
- 一旦
start()被调用，新线程处于就绪状态，准备开始执行run()方法中的代码。
Thread thread = new Thread(() -> {System.out.println("Running in a new thread");
});
thread.start(); // 这里调用了 start()，而不是直接调用 run()
4. 什么是 run() 方法
run() 方法是 Java 中 Thread 类或 Runnable 接口中的一个方法，它包含了线程执行的逻辑代码。当你创建一个线程并调用 start() 方法时，run() 方法会被执行。
如果直接调用 run() 方法，比如 thread.run()，那么该方法不会在新的线程中运行，而是会在调用它的线程中执行。
public class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("Running in run()");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyRunnable());thread.run(); // 这只是在主线程中调用了 run()，而不是在新的线程中运行}
}
在上面的例子中，thread.run() 只是在主线程中运行 run() 方法，相当于普通方法调用，没有启动新线程。
5. start() 与 run() 的区别
调用 start() 方法
- 调用
start()方法会启动一个新线程，这意味着会分配一个新的执行路径，并在该路径中调用run()方法。 - 调用
start()后，线程处于就绪状态，等待 JVM 调度器安排 CPU 时间片来执行线程逻辑。 - 每个线程都独立运行，和其他线程并行或并发。
调用 run() 方法
- 调用
run()方法不会启动新线程，而只是一个普通方法调用。 run()方法中的代码在当前线程中执行，没有并发优势。- 调用
run()不能充分利用多核 CPU 的优势，也不会将线程加入调度队列。
6. 为什么不能直接调用 run() 方法
- 线程特性丧失：调用
run()方法时，线程特性丧失。它只是一个简单的方法调用，不涉及创建新线程。 - 没有并行性：直接调用
run()，会使得代码在主线程中顺序执行，而非并发执行，从而无法利用多线程带来的并行性优势。 - 不能获得独立的执行环境：
start()方法会为每个线程分配一个独立的执行环境，确保线程互相独立。而直接调用run()会导致所有代码都在同一个线程中执行，无法隔离任务。
7. Java 中 Thread 和 Runnable 接口的设计思路
在 Java 中，Thread 类和 Runnable 接口是实现多线程的基础。Java 推荐实现 Runnable 接口而不是继承 Thread，以便更好地实现代码的复用性和解耦。Runnable 接口的实现类可以通过传递给 Thread 对象来启动新线程：
Runnable runnableTask = () -> {System.out.println("Task running");
};
Thread thread = new Thread(runnableTask);
thread.start();
8. 线程生命周期与状态
Java 中，线程的生命周期包括以下几种状态：新建（NEW）、就绪（RUNNABLE）、运行（RUNNING）、阻塞（BLOCKED）、等待（WAITING）以及终止（TERMINATED）。调用 start() 方法会使线程进入就绪状态，等待调度器的分配，而直接调用 run() 并不会引发这些状态的变化。
9. 多线程的常见问题及解决方案
- 线程安全问题：多个线程访问共享资源时可能会发生冲突，例如多个线程同时修改变量。
- 死锁：两个或多个线程相互等待对方释放锁，导致无限期阻塞。
- 上下文切换：频繁的上下文切换会导致性能问题。
可以通过 同步代码块、重入锁（ReentrantLock） 或 原子类（Atomic Classes） 来解决这些问题。
10. 使用场景与最佳实践
- 使用
start()启动新线程：当任务需要并行执行时，应使用start()方法启动新线程，以充分利用 CPU 资源。 - 避免直接调用
run()：run()方法只能在测试或调试时使用，不适合用于生产中的多线程执行。 - 线程池的使用：使用
ExecutorService管理线程，减少系统创建和销毁线程的开销。
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
executor.submit(() -> {System.out.println("Task is running in a thread pool");
});
executor.shutdown();
11. 示例代码与实战
以下是一个完整的示例，演示如何正确地启动线程与错误地直接调用 run() 方法的区别：
public class ThreadExample {public static void main(String[] args) {Thread thread1 = new Thread(() -> System.out.println("Thread1 running with start()"));thread1.start(); // 通过 start() 启动新线程Thread thread2 = new Thread(() -> System.out.println("Thread2 running with run()"));thread2.run(); // 直接调用 run()，在主线程中运行}
}
输出分析：
thread1.start()会在一个新线程中打印 “Thread1 running with start()”thread2.run()会在主线程中打印 “Thread2 running with run()”
12. 总结
Java 中调用 start() 方法用于启动新线程，而直接调用 run() 方法只是在当前线程中执行普通方法。通过 start() 方法，JVM 会分配新线程来执行任务，实现并行和提高系统性能。而 run() 方法仅在当前线程中调用，失去了线程独立的特性。了解 start() 和 run() 之间的区别，是掌握 Java 多线程编程的关键。
