008-多线程-基础-ThreadGroup线程组
线程组ThreadGroup表示一组线程的集合,一旦一个线程归属到一个线程组之中后，就不能再更换其所在的线程组。那么为什么要使用线程组呢？个人认为有以下的好处：方便统一管理，线程组可以进行复制，快速定位到一个线程，统一进行异常设置等。ThreadGroup它其实并不属于Java并发包中的内容，它是java.lang中的内容。但是掌握对其的于理解，在实际应用中有很大的帮助。
一、基本方法
1、获取当前线程组名
Thread.currentThread().getThreadGroup().getName()
2、将线程放入到一个线程组中去
ThreadGroup threadGroup1 = new ThreadGroup("group1");
ThreadGroup threadGroup2 = new ThreadGroup("group2");
Thread thread1 =new Thread(threadGroup1, "group1's member");
Thread thread2 =new Thread(threadGroup2, "group2's member");
其中Thread中和ThreadGroup相关的构造函数：
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target) { init(group, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0); } public Thread(ThreadGroup group, String name) { init(group, null, name, 0); } public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name) { init(group, target, name, 0); } public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name, long stackSize) { init(group, target, name, stackSize); }
它们最终都是调用同一个函数：
private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name, long stackSize) { Thread parent = currentThread(); SecurityManager security = System.getSecurityManager(); if (g == null) { //安全检查 if (security != null) { g = security.getThreadGroup(); } //设置线程组 if (g == null) { g = parent.getThreadGroup(); } } //检查可达性 g.checkAccess(); //是否有权限访问 if (security != null) { if (isCCLOverridden(getClass())) { security.checkPermission(SUBCLASS_IMPLEMENTATION_PERMISSION); } } //往线程组添加线程但未启动 g.addUnstarted(); this.group = g; this.daemon = parent.isDaemon();//是否守护线程 this.priority = parent.getPriority();//优先级 this.name = name.toCharArray(); if (security == null || isCCLOverridden(parent.getClass())) this.contextClassLoader = parent.getContextClassLoader(); else this.contextClassLoader = parent.contextClassLoader; this.inheritedAccessControlContext = AccessController.getContext(); this.target = target; setPriority(priority); if (parent.inheritableThreadLocals != null) this.inheritableThreadLocals = ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals); this.stackSize = stackSize; tid = nextThreadID(); this.me = this; }
3、复制线程组：
//这样可以复制group里面的thread信息 Thread[] threads = new Thread[threadGroup.activeCount()]; threadGroup.enumerate(threads);
这里的activeCount很明显就是取得活动的线程，注意。默认情况 下，连同其子线程组也会进行复制。
4、未捕获异常处理
ThreadGroup中有一个uncaughtException()方法。当线程组中某个线程发生Unchecked exception异常时，由执行环境调用此方法进行相关处理，如果有必要，可以重新定义此方法
二、应用实例
1、基础示例
package com.lhx.common.thread; import java.util.Date; import java.util.Random; import java.util.concurrent.TimeUnit; class Result { private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } } public class SearchTask implements Runnable { public SearchTask(Result result) { this.result = result; } private Result result; @Override public void run() { String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println("Thread Start " + name); try { doTask(); result.setName(name); } catch (InterruptedException e) { System.out.printf("Thread %s: Interrupted\n", name); return; } System.out.printf("%s :Thread end %s\n" ,new Date(),name); } private void doTask() throws InterruptedException { Random random = new Random((new Date()).getTime()); int value = (int) (random.nextDouble() * 100); System.out.printf("%s :Thread %s: %d\n",new Date(), Thread.currentThread().getName(), value); TimeUnit.SECONDS.sleep(value); } public static void main(String[] args) { System.out.println("main thread start:"); //创建5个线程，并入group里面进行管理 ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("Searcher"); Result result = new Result(); SearchTask searchTask = new SearchTask(result); for (int i = 0; i < 5; i++) { Thread thred = new Thread(threadGroup, searchTask); thred.start(); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } //通过这种方法可以看group里面的所有信息 System.out.printf("Number of Threads: %d\n", threadGroup.activeCount()); System.out.printf("Information about the Thread Group\n"); threadGroup.list(); //这样可以复制group里面的thread信息 Thread[] threads = new Thread[threadGroup.activeCount()]; threadGroup.enumerate(threads); for (int i = 0; i < threadGroup.activeCount(); i++) { System.out.printf("%s:Thread %s: %s\n",new Date(), threads[i].getName(), threads[i].getState()); } waitFinish(threadGroup); //将group里面的所有线程都给interpet threadGroup.interrupt(); System.out.println("main thread end:"); } private static void waitFinish(ThreadGroup threadGroup) { while (threadGroup.activeCount() > 0) { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
输出：
main thread start: Thread Start Thread-0 Thu Sep 28 21:45:32 CST 2017 :Thread Thread-0: 42 Thread Start Thread-1 Thu Sep 28 21:45:33 CST 2017 :Thread Thread-1: 31 Thread Start Thread-2 Thu Sep 28 21:45:34 CST 2017 :Thread Thread-2: 12 Thread Start Thread-3 Thu Sep 28 21:45:35 CST 2017 :Thread Thread-3: 3 Thread Start Thread-4 Thu Sep 28 21:45:36 CST 2017 :Thread Thread-4: 30 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] Thu Sep 28 21:45:37 CST 2017:Thread Thread-0: TIMED_WAITING Thu Sep 28 21:45:37 CST 2017:Thread Thread-1: TIMED_WAITING Thu Sep 28 21:45:37 CST 2017:Thread Thread-2: TIMED_WAITING Thu Sep 28 21:45:37 CST 2017:Thread Thread-3: TIMED_WAITING Thu Sep 28 21:45:37 CST 2017:Thread Thread-4: TIMED_WAITING Thu Sep 28 21:45:38 CST 2017 :Thread end Thread-3 Thu Sep 28 21:45:46 CST 2017 :Thread end Thread-2 Thu Sep 28 21:46:04 CST 2017 :Thread end Thread-1 Thu Sep 28 21:46:06 CST 2017 :Thread end Thread-4 Thu Sep 28 21:46:14 CST 2017 :Thread end Thread-0 main thread end:
2、统一异常处理实例
package com.lhx.common.thread; public class ThreadGroupException { public static void main(String[] args) { ThreadGroup threadGroup1 = // 这是匿名类写法 new ThreadGroup("group1") { // 继承ThreadGroup并重新定义以下方法 // 在线程成员抛出unchecked exception // 会执行此方法 public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) { System.out.println(t.getName() + ": " + e.getMessage()); } }; // 这是匿名类写法 Thread thread1 = // 这个线程是threadGroup1的一员 new Thread(threadGroup1, new Runnable() { public void run() { // 抛出unchecked异常 throw new RuntimeException("测试异常"); } }); thread1.start(); } }
输出
Thread-0: 测试异常
三、源码解读
1、首先看其包含的变量
public class ThreadGroup implements Thread.UncaughtExceptionHandler { private final ThreadGroup parent;//父亲ThreadGroup String name;//ThreadGroup 的名称 int maxPriority;//线程最大优先级 boolean destroyed;//是否被销毁 boolean daemon;//是否守护线程 boolean vmAllowSuspension;//是否可以中断 int nUnstartedThreads = 0;//还未启动的线程 int nthreads;//ThreadGroup中线程数目 Thread threads[];//ThreadGroup中的线程 int ngroups;//线程组数目 ThreadGroup groups[];//线程组数组
说明：
(1)线程组也可以包含其他线程组。如上面的groups[].
(2)线程组构成一棵树，在树中，除了初始线程组外，每个线程组都有一个父线程组
2、构造函数
//私有构造函数 private ThreadGroup() { this.name = "system"; this.maxPriority = Thread.MAX_PRIORITY; this.parent = null; } //默认是以当前ThreadGroup传入作为parent ThreadGroup，新线程组的父线程组是目前正在运行线程的线程组。 public ThreadGroup(String name) { this(Thread.currentThread().getThreadGroup(), name); } //构造函数 public ThreadGroup(ThreadGroup parent, String name) { this(checkParentAccess(parent), parent, name); } //私有构造函数 private ThreadGroup(Void unused, ThreadGroup parent, String name) { this.name = name; this.maxPriority = parent.maxPriority; this.daemon = parent.daemon; this.vmAllowSuspension = parent.vmAllowSuspension; this.parent = parent; parent.add(this); }
其终的调用构造函数只有一个，父线程组的 checkAccess 方法在checkParentAccess中会调用：
//检查parent ThreadGroup private static void checkParentAccess(ThreadGroup parent) { parent.checkAccess(); return null; }
未捕获异常设置：
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) { if (parent != null) { parent.uncaughtException(t, e);//父线程组不为空，设置到父线程组 } else { Thread.UncaughtExceptionHandler ueh = Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler(); if (ueh != null) { ueh.uncaughtException(t, e); } else if (!(e instanceof ThreadDeath)) { System.err.print("Exception in thread \"" + t.getName() + "\" "); e.printStackTrace(System.err); } } }
如果父线程组存在, 则调用它的uncaughtException方法.
如果父线程组不存在, 但指定了默认处理器 (下节中的As the default handler for the application), 则调用默认的处理器
如果默认处理器没有设置, 则写错误日志.但如果 exception是ThreadDeath实例的话, 忽略
3、线程组复制：
//此线程组及其子组中的所有活动线程复制到指定数组中。 public int enumerate(ThreadGroup list[]) { checkAccess(); return enumerate(list, 0, true); } //此线程组及其子组中的所有活动线程复制到指定数组中。 public int enumerate(ThreadGroup list[], boolean recurse) { checkAccess(); return enumerate(list, 0, recurse); } //此线程组中的所有活动线程复制到指定数组中。如果 recurse 标志为 true，则还包括对此线程的子组中的所有活动线程的引用。如果数组太小而无法保持所有线程，则 // 忽略额外的线程。 private int enumerate(ThreadGroup list[], int n, boolean recurse) { int ngroupsSnapshot = 0; ThreadGroup[] groupsSnapshot = null; synchronized (this) { if (destroyed) { return 0; } int ng = ngroups; if (ng > list.length - n) {//防止list放不下线程数目 ng = list.length - n; } if (ng > 0) { System.arraycopy(groups, 0, list, n, ng);//复制线程组 n += ng; } if (recurse) { //取得其子组 ngroupsSnapshot = ngroups; if (groups != null) { groupsSnapshot = Arrays.copyOf(groups, ngroupsSnapshot); } else { groupsSnapshot = null; } } } if (recurse) {//复制子组 for (int i = 0; i < ngroupsSnapshot; i++) { n = groupsSnapshot[i].enumerate(list, n, true); } } return n; }
4、其他方法
int activeCount()：获取线程组中活动线程的数量
interrupt()：中断线程组中所有线程
isDaemon()：是否为后台线程组
setDaemon(boolean daemon)：设置为后台线程组
setMaxPriority(int pri)：设置线程组的最高优先级
四、线程池和线程组区别
线程组：
1.线程组管理线程，设置优先级，等属性，安全控制。
2.线程组必须从属于其他线程组，默认是系统主线程组。
3.将线程加入到线程组需要先创建线程组对象，将其作为线程构造函数参数。
4.List（）输出线程树，enumerate（）复制线程组中所有线程到一个线程数组中
线程组存在的意义，首要原因是安全。java默认创建的线程都是属于系统线程组，而同一个线程组的线程是可以相互修改对方的数据的。但如果在不同的线程组中，那么就不能“跨线程组”修改数据，可以从一定程度上保证数据安全。
线程池：是为了管理线程的生命周期，复用线程，减少创建销毁线程的开销。
线程池存在的意义，首要作用是效率。
线程的创建和结束都需要耗费一定的系统时间（特别是创建），不停创建和删除线程会浪费大量的时间。所以，在创建出一条线程并使其在执行完任务后不结束，而是使其进入休眠状态，在需要用时再唤醒，那么 就可以节省一定的时间。
如果这样的线程比较多，那么就可以使用线程池来进行管理。保证效率。
一般情况下，线程越多占用内存也越大，并发量也越大。
线程组和线程池共有的特点：
1,都是管理一定数量的线程
2,都可以对线程进行控制---包括休眠，唤醒，结束，创建，中断（暂停）--但并不一定包含全部这些操作。
