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Java 多執行緒入門指南（7）：向執行緒傳遞資料的三種核心模式

編輯：Java 相關知識

背景：同步 vs 非同步資料流

傳統同步呼叫：result = method(param)，參數與回傳值在同一呼叫堆疊自然流動。
多執行緒非同步：thread.start() 立即返回，run() 在未來某時執行，**無法用參數/回傳值直接傳遞資料**。必須採用共享記憶體或訊息傳遞模式。

模式一：建構子注入（最安全、最常用）

public class MyThread1 extends Thread {
    private final String name; // final 確保不可變、安全發布

    public MyThread1(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello " + name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new MyThread1("World").start();
    }
}

優點

執行緒啟動前資料已就緒，不會有「資料未備妥就開始跑」的竊態條件。
final 欄位配合 JMM 保證安全發布，無需額外同步。
複雜資料可用 List、Map、自訂 DTO 封裝。

缺點

參數過多時建構子膨脹，需用 Builder 模式或參數物件重構。

模式二：Setter/欄位注入（靈活、適合 Runnable）

public class MyThread2 implements Runnable {
    private String name;

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello " + name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyThread2 task = new MyThread2();
        task.setName("World"); // 建構後、start 前設定
        new Thread(task).start();
    }
}

優點

支援預設值、可選參數、分步設定。
符合 JavaBean 慣例，易於框架整合（Spring 注入等）。

缺點與風險

必須確保「設定完成 → 能見度」：若 start() 前未 volatile/synchronized/final 保護，run() 可能看見舊值（預設 null）。
最佳實踐：欄位宣告為 volatile，或在 start() 前完成所有設定並利用 Thread.start() 的 happens-before 語義（JLS 17.4.4：start() 之前的寫入，對執行緒內可見）。

模式三：回呼函式/事件驅動（動態雙向互動）

適用於：執行緒運行中需根據動態產生的資料向外部通知、或需從外部拉取資料。

// 資料載體
class Data { public int value = 0; }

// 處理介面（回呼契約）
interface Processor {
    void process(Data data, int... numbers);
}

// 實作：累加
class SumProcessor implements Processor {
    public void process(Data data, int... numbers) {
        for (int n : numbers) data.value += n;
    }
}

// 執行緒主動回呼
public class MyThread3 extends Thread {
    private final Processor processor;

    public MyThread3(Processor processor) {
        this.processor = processor;
    }

    @Override
    public void run() {
        Data data = new Data();
        int n1 = new Random().nextInt(1000);
        int n2 = new Random().nextInt(2000);
        int n3 = new Random().nextInt(3000);

        processor.process(data, n1, n2, n3); // 回呼：將資料推送給外部

        System.out.println(n1 + "+" + n2 + "+" + n3 + "=" + data.value);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new MyThread3(new SumProcessor()).start();
    }
}

核心概念

回呼 = 事件通知：執行緒主動呼叫外部提供的介面方法，類似 Windows API 回呼、JavaScript 事件監聽器。
實現控制反轉 (IoC)：執行緒不依賴具體處理邏輯，只依賴介面。
可雙向傳遞：Data 物件可攜帶輸入參數與輸出結果。

三種模式對比選型指南

維度	建構子注入	Setter/欄位注入	回呼介面
資料時機	建構時（啟動前）	建構後、啟動前	執行期間（動態）
資料方向	單向：主→執行緒	單向：主→執行緒	雙向：執行緒↔外部
安全性	最高（final + happens-before）	需注意能見度	介面契約保證
適用場景	固定初始化參數	可選參數、框架整合	流式處理、事件通知、協作式運算
範例	連線參數、檔案路徑	策略物件、監聽器	SaxParser、SwingWorker、訂閱發佈