面试题：Java匿名内部类在多线程场景下的应用及原理

Question

在多线程编程中，常常会用到匿名内部类来实现Runnable接口。请阐述匿名内部类在这种场景下的具体应用方式，以及分析其背后的原理，包括内存分配、生命周期等方面。

Answer 1

匿名内部类在多线程中实现Runnable接口的应用方式

在多线程编程中，使用匿名内部类实现Runnable接口非常简洁。示例代码如下：

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行的具体逻辑
        System.out.println("This is a thread running.");
    }
});
thread.start();

上述代码中，通过new Runnable()创建了一个实现Runnable接口的匿名内部类实例，并重写了run方法，该方法内的代码就是线程要执行的逻辑。

背后原理分析

1. 内存分配：
   • 当创建匿名内部类实例时，会在堆内存中为其分配空间。它会持有外部类（如果在非静态方法中创建）的引用，这意味着如果外部类中有大量成员变量，会间接增加匿名内部类实例的内存占用。
   • 例如，在一个包含很多成员变量的类OuterClass的方法中创建匿名内部类new Runnable() {... }，匿名内部类实例除了自身代码和数据占用的内存外，还会包含对OuterClass实例的引用，从而间接引用OuterClass中的所有成员变量。
2. 生命周期：
   • 匿名内部类实例的生命周期与它所依附的对象紧密相关。如果在方法中创建，当方法执行完毕，若没有其他对象持有对匿名内部类实例的引用，它就符合垃圾回收的条件。
   • 但如果线程正在运行，由于线程持有对匿名内部类实例（实现了Runnable接口）的引用，此时匿名内部类实例不会被垃圾回收，直到线程执行完毕或者不再持有对该实例的引用。例如，若将上述创建的thread对象设置为null，且线程执行完毕，那么匿名内部类实例就可能被垃圾回收。

在其他编程语言如Python中，虽然没有严格意义上的匿名内部类概念，但可以通过lambda表达式实现类似简洁的功能。例如在Python中使用threading.Thread创建线程：

import threading

def print_message():
    print("This is a thread running.")

thread = threading.Thread(target=lambda: print_message())
thread.start()

这里lambda表达式起到了类似匿名内部类实现Runnable接口的简洁功能，在内存和生命周期方面，lambda表达式定义的函数对象同样在堆内存中分配空间，其生命周期也与引用它的对象（如这里的Thread实例）相关。