Java并发编程示例(十)：线程组

Java并发编程示例(十)：线程组

对线程分组是java并发API提供的一个有趣功能。我们可以将一组线程看成一个独立单元，并且可以随意操纵线程组中的线程对象。比如，可以控制一组线程来运行同样的任务，无需关心有多少线程还在运行，还可以使用一次中断调用中断所有线程的执行。

Java提供了ThreadGroup类来控制一个线程组。一个线程组可以通过线程对象来创建，也可以由其他线程组来创建，生成一个树形结构的线程。

根据《Effective Java》的说明，不再建议使用ThreadGroup。建议使用Executor。

——D瓜哥特此说明。

在本节，我们就使用ThreadGroup来开发一个简单的示例。我们将创建十个休眠时间不等的线程（比如模拟搜索），当其中一个完成时，中断其余线程。

知其然

按照下面所示步骤，完成示例代码。

1.创建一个名为Result的类，用于存储第一个完成任务的线程的名字。声明一个String类型的私有变量，name，同时生成Setter/Getter方法。代码如下：

复制代码 代码如下:

public class Result {

    private String name;

    public String getName() {

        return name;

    }

    public void setName(String name) {

        this.name = name;

    }

}

2.创建一个名为SearchTask的类，并实现Runnable接口。代码如下：

复制代码 代码如下:

public class SearchTask implements Runnable {

3.声明一个Result类型的私有变量，并通过构造函数来实例化该变量。代码如下：

复制代码 代码如下:

private Result result;

public SearchTask(Result result) {

    this.result = result;

}

4.实现run()方法，在其中调用doTask()方法，来等待完成或被中断。该方法还向控制台打印信息来显示线程的开始、结束或者中断。代码如下：

复制代码 代码如下:

@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.实现doTask()方法，该方法将创建一个Random对象，然后使用该对象生成一个随机数，来调节线程休眠的时间。代码如下：

复制代码 代码如下:

// 模拟搜索

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.创建示例程序的主类，Main，并实现main()方法。代码如下：

复制代码 代码如下:

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

7.创建一个名称为Searcher的ThreadGroup对象。代码如下：

复制代码 代码如下:

ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("Searcher");

8.然后，创建一个Result对象和SearchTask对象。代码如下：

复制代码 代码如下:

Result result = new Result();

SearchTask searchTask = new SearchTask(result);

9.SearchTask对象使用创建十个Thread对象，并且创建Thread对象时，将ThreadGroup对象作为第一个参数，传递给Thread类的构造函数。代码如下：

复制代码 代码如下:

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()方法将ThreadGroup对象的信息打印出来。代码如下：

复制代码 代码如下:

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()来获取ThreadGroup对象中的活跃线程数并将其复制到一个线程数组中。使用get*()方法，获取线程的名称和状态。代码如下：

复制代码 代码如下:

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.调用waitFinish()方法，等待ThreadGroup对象中的其中一个线程完成任务。稍后实现该方法。代码如下：

复制代码 代码如下:

waitFinish(threadGroup);

13.使用interrupt()方法，中断线程组中其他线程。代码如下：

复制代码 代码如下:

threadGroup.interrupt();

14.实现waitFinish()方法，使用activeCount()方法控制线程的执行结果。代码如下：

复制代码 代码如下:

// 等待任务完成

private static void waitFinish(ThreadGroup threadGroup) {

    while (threadGroup.activeCount() > 9) {http://

        try {

            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        } catch (InterruptedException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

}

15.运行程序，查看执行效果。

知其所以然

下面是程序执行的结果。你将看到list()方法的输出，各个线程的状态等。

复制代码 代码如下:

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类保存着众多Thread对象以及关联的ThreadGroup对象。可以通过调用该类的方法，访问线程的信息，还可以对其进行各种操作，比如中断等。

永无止境

ThreadGroup类还有好多方法。请翻阅API文档，查看完整的方法说明。

拿来主义

本文是从 《Java 7 Concurrency Cookbook》 （D瓜哥窃译为 《Java7并发示例集》 ）翻译而来，仅作为学习资料使用。没有授权，不得用于任何商业行为。

小有所成

下面是本节示例所用的代码的完整版。

Result类的完整代码：

复制代码 代码如下:

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

/**

 * 存储查询结果

 * 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类的完整代码

复制代码 代码如下:

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

import java.util.Date;

import java.util.Random;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**

 * 模拟搜索类

 * 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);

    }

    // 模拟搜索

    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类的完整代码：

复制代码 代码如下:

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

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**

 * 线程组示例主类

 * 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();

    }

    // 等待任务完成

    private static void waitFinish(ThreadGroup threadGroup) {

        while (threadGroup.activeCount() > 9) {

            try {

                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

    }

}

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