Java并發編程示例(十)：線程組

2019-11-26 15:20:24

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供稿：網友

對線程分組是Java并發API提供的一個有趣功能。我們可以將一組線程看成一個獨立單元，并且可以隨意操縱線程組中的線程對象。比如，可以控制一組線程來運行同樣的任務，無需關心有多少線程還在運行，還可以使用一次中斷調用中斷所有線程的執行。

Java提供了ThreadGroup類來控制一個線程組。一個線程組可以通過線程對象來創建，也可以由其他線程組來創建，生成一個樹形結構的線程。

根據《Effective Java》的說明，不再建議使用ThreadGroup。建議使用Executor。

――D瓜哥特此說明。

在本節，我們就使用ThreadGroup來開發一個簡單的示例。我們將創建十個休眠時間不等的線程（比如模擬搜索），當其中一個完成時，中斷其余線程。

知其然

按照下面所示步驟，完成示例代碼。

1.創建一個名為Result的類，用于存儲第一個完成任務的線程的名字。聲明一個String類型的私有變量，name，同時生成Setter/Getter方法。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

public class Result {
private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

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

2.創建一個名為SearchTask的類，并實現Runnable接口。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

public class SearchTask implements Runnable {

3.聲明一個Result類型的私有變量，并通過構造函數來實例化該變量。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

private Result result;

public SearchTask(Result result) {
this.result = result;
}

4.實現run()方法，在其中調用doTask()方法，來等待完成或被中斷。該方法還向控制臺打印信息來顯示線程的開始、結束或者中斷。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

@Override
public void run() {
    String name = Thread.currentThread().getName();
    System.out.printf("Thread %s: Start/n", name);
    try {
        doTask();
        result.setName(name);
    } catch (InterruptedException e) {
        System.out.printf("Thread %s: Interrupted/n", name);
        return;
    }
    System.out.printf("Thread %s: End/n", name);
}

5.實現doTask()方法，該方法將創建一個Random對象，然后使用該對象生成一個隨機數，來調節線程休眠的時間。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

// 模擬搜索
private void doTask() throws InterruptedException {
    Random random = new Random(new Date().getTime());
    int value = (int) (random.nextDouble() * 100);
    System.out.printf("Thread %s: %d/n",
            Thread.currentThread().getName(), value);
    TimeUnit.SECONDS.sleep(value);
}

6.創建示例程序的主類，Main，并實現main()方法。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

7.創建一個名稱為Searcher的ThreadGroup對象。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("Searcher");

8.然后，創建一個Result對象和SearchTask對象。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

Result result = new Result();
SearchTask searchTask = new SearchTask(result);

9.SearchTask對象使用創建十個Thread對象，并且創建Thread對象時，將ThreadGroup對象作為第一個參數，傳遞給Thread類的構造函數。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    Thread thread = new Thread(threadGroup, searchTask);
    thread.start();
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

10.使用list()方法將ThreadGroup對象的信息打印出來。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

System.out.printf("Number of Threads: %d/n", threadGroup.activeCount());
System.out.println("Information about the Thread Group");
threadGroup.list();

11.使用activeCount()和enumerate()來獲取ThreadGroup對象中的活躍線程數并將其復制到一個線程數組中。使用get*()方法，獲取線程的名稱和狀態。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

Thread[] threads = new Thread[threadGroup.activeCount()];
threadGroup.enumerate(threads);
for (int i = 0; i < threadGroup.activeCount(); i++) {
    System.out.printf("Thread %s: %s/n", threads[i].getName(),
            threads[i].getState());
}

12.調用waitFinish()方法，等待ThreadGroup對象中的其中一個線程完成任務。稍后實現該方法。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

waitFinish(threadGroup);

13.使用interrupt()方法，中斷線程組中其他線程。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

threadGroup.interrupt();

14.實現waitFinish()方法，使用activeCount()方法控制線程的執行結果。代碼如下：

復制代碼代碼如下:

// 等待任務完成
private static void waitFinish(ThreadGroup threadGroup) {
    while (threadGroup.activeCount() > 9) {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

15.運行程序，查看執行效果。

知其所以然

下面是程序執行的結果。你將看到list()方法的輸出，各個線程的狀態等。

復制代碼代碼如下:

Thread Thread-0: Start
Thread Thread-0: 52
Thread Thread-1: Start
Thread Thread-1: 41
Thread Thread-2: Start
Thread Thread-2: 69
Thread Thread-3: Start
Thread Thread-3: 60
Thread Thread-4: Start
Thread Thread-4: 88
Number of Threads: 5
Information about the Thread Group
java.lang.ThreadGroup[name=Searcher,maxpri=10]
    Thread[Thread-0,5,Searcher]
    Thread[Thread-1,5,Searcher]
    Thread[Thread-2,5,Searcher]
    Thread[Thread-3,5,Searcher]
    Thread[Thread-4,5,Searcher]
Thread Thread-0: TIMED_WAITING
Thread Thread-1: TIMED_WAITING
Thread Thread-2: TIMED_WAITING
Thread Thread-3: TIMED_WAITING
Thread Thread-4: TIMED_WAITING
Thread Thread-1: Interrupted
Thread Thread-4: Interrupted
Thread Thread-2: Interrupted
Thread Thread-0: Interrupted
Thread Thread-3: Interrupted

ThreadGroup類保存著眾多Thread對象以及關聯的ThreadGroup對象。可以通過調用該類的方法，訪問線程的信息，還可以對其進行各種操作，比如中斷等。

永無止境

ThreadGroup類還有好多方法。請翻閱API文檔，查看完整的方法說明。

拿來主義

本文是從《Java 7 Concurrency Cookbook》（D瓜哥竊譯為《Java7并發示例集》）翻譯而來，僅作為學習資料使用。沒有授權，不得用于任何商業行為。

小有所成

下面是本節示例所用的代碼的完整版。

Result類的完整代碼：

復制代碼代碼如下:

package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe10;

/**
* 存儲查詢結果
* Date: 2013-09-30
* Time: 00:45
*/
public class Result {
private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

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

SearchTask類的完整代碼

復制代碼代碼如下:

package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe10;

import java.util.Date;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
* 模擬搜索類
* Date: 2013-10-02
* Time: 22:38
*/
public class SearchTask implements Runnable {
private Result result;

    public SearchTask(Result result) {
        this.result = result;
    }

    @Override
    public void run() {
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.printf("Thread %s: Start/n", name);
        try {
            doTask();
            result.setName(name);
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.printf("Thread %s: Interrupted/n", name);
            return;
        }
        System.out.printf("Thread %s: End/n", name);
    }

    // 模擬搜索
    private void doTask() throws InterruptedException {
        Random random = new Random(new Date().getTime());
        int value = (int) (random.nextDouble() * 100);
        System.out.printf("Thread %s: %d/n",
                Thread.currentThread().getName(), value);
        TimeUnit.SECONDS.sleep(value);
    }
}

Main類的完整代碼：

復制代碼代碼如下:

package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe10;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
* 線程組示例主類
* Date: 2013-10-02
* Time: 22:45
*/
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("Searcher");

Result result = new Result();
SearchTask searchTask = new SearchTask(result);

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Thread thread = new Thread(threadGroup, searchTask);
            thread.start();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.printf("Number of Threads: %d/n", threadGroup.activeCount());
        System.out.println("Information about the Thread Group");
        threadGroup.list();

        Thread[] threads = new Thread[threadGroup.activeCount()];
        threadGroup.enumerate(threads);
        for (int i = 0; i < threadGroup.activeCount(); i++) {
            System.out.printf("Thread %s: %s/n", threads[i].getName(),
                    threads[i].getState());
        }

waitFinish(threadGroup);

threadGroup.interrupt();
}

    // 等待任務完成
    private static void waitFinish(ThreadGroup threadGroup) {
        while (threadGroup.activeCount() > 9) {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}