编辑“︁Java Runnable接口”︁（章节）

= Java Runnable接口 =

== 介绍 ==
'''Runnable'''接口是Java多线程编程的核心接口之一，位于<code>java.lang</code>包中。它定义了一个单一方法<code>run()</code>，用于封装需要在独立线程中执行的代码逻辑。与直接继承<code>Thread</code>类相比，实现<code>Runnable</code>接口是更灵活的多线程实现方式，因为Java不支持多重继承，而接口可以多重实现。

== 语法定义 ==
Runnable接口的官方定义如下：
<syntaxhighlight lang="java">
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    void run();
}
</syntaxhighlight>

== 基本用法 ==
=== 实现Runnable接口 ===
创建一个实现Runnable接口的类，并重写<code>run()</code>方法：
<syntaxhighlight lang="java">
class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread is running");
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 启动线程 ===
通过Thread类启动Runnable实例：
<syntaxhighlight lang="java">
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable task = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(task);
        thread.start(); // 启动线程
    }
}
</syntaxhighlight>

'''输出：'''
<pre>
Thread is running
</pre>

== 使用Lambda表达式 ==
Java 8+支持用Lambda简化实现：
<syntaxhighlight lang="java">
public class LambdaExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("Lambda thread running"));
        thread.start();
    }
}
</syntaxhighlight>

== 与Thread类的对比 ==
{| class="wikitable"
|+ Runnable vs Thread
! 特性 !! Runnable接口 !! Thread类
|-
| 继承方式 | 实现接口 | 继承类
|-
| 内存开销 | 轻量（可共享实例） | 较重（每个线程独立实例）
|-
| 扩展性 | 可同时实现其他接口 | 单继承限制
|}

== 线程生命周期图 ==
<mermaid>
stateDiagram-v2
    [*] --> New
    New --> Runnable: start()
    Runnable --> Running: 线程调度
    Running --> Terminated: run()完成
    Running --> Runnable: yield()/时间片用完
    Running --> Blocked: 等待I/O/锁
    Blocked --> Runnable: 资源可用
</mermaid>

== 实际应用案例 ==
=== 文件批量处理器 ===
<syntaxhighlight lang="java">
class FileProcessor implements Runnable {
    private String fileName;
    
    public FileProcessor(String name) {
        this.fileName = name;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Processing: " + fileName);
        // 模拟文件处理耗时
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Completed: " + fileName);
    }
}

public class BatchFileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String[] files = {"A.txt", "B.log", "C.csv"};
        
        for (String file : files) {
            new Thread(new FileProcessor(file)).start();
        }
    }
}
</syntaxhighlight>

'''可能的输出顺序（因线程调度而异）：'''
<pre>
Processing: A.txt
Processing: B.log
Processing: C.csv
Completed: A.txt
Completed: B.log
Completed: C.csv
</pre>

== 高级主题 ==
=== 线程池中的Runnable ===
Executor框架更高效地管理Runnable任务：
<syntaxhighlight lang="java">
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            Runnable worker = new Task("Task-" + i);
            executor.execute(worker);
        }
        
        executor.shutdown();
    }
}

class Task implements Runnable {
    private String name;
    
    public Task(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + " started by " + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(name + " completed");
    }
}
</syntaxhighlight>

== 常见问题 ==
=== Runnable没有返回值怎么办？ ===
如果需要获取执行结果，应使用<code>Callable</code>接口替代，它定义了<code>call()</code>方法可以返回结果。

=== 如何传递参数？ ===
通过构造函数或setter方法向Runnable实现类传递参数，如前面的FileProcessor示例所示。

== 数学建模 ==
线程执行时间可表示为：
<math>
T_{total} = \sum_{i=1}^{n} (T_{cpu\_i} + T_{io\_i})
</math>
其中：
* <math>T_{cpu\_i}</math> = 第i个线程的CPU时间
* <math>T_{io\_i}</math> = 第i个线程的I/O等待时间

== 最佳实践 ==
1. 优先选择Runnable而非继承Thread
2. 保持<code>run()</code>方法简洁
3. 处理InterruptedException
4. 避免共享可变状态
5. 使用线程池管理资源

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