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) {
        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();
            }
        }
    }
}

时间: 2014-12-03

Java并发编程示例(二):获取和设置线程信息

Thread类包含几个属性,这些属性所表示的信息能帮助我们识别线程.观察其状态.控制其优先级等.这些线程包括如下几种: ID: 该属性表示每个线程的唯一标识: Name: 该属性存储每个线程的名称: Priority: 该属性存储每个Thread对象的优先级.线程优先级分1到10十个级别,1表示最低优先级,10表示最高优先级.并不推荐修改线程的优先级,但是如果确实有这方面的需求,也可以尝试一下. Status: 该属性存储线程的状态.线程共有六种不同的状态:新建(new).运行(runnable

Java并发编程示例(一):线程的创建和执行

开门见山 在IT圈里,每当我们谈论并发时,必定会说起在一台计算机上同时运行的一系列线程.如果这台电脑上有多个处理器或者是一个多核处理器,那么这时是实实在在的"同时运行":但是,如果计算机只有一个单核处理器,那么这时的"同时运行"只是表象而已. 所有的现代操作系统全部支持任务的并发执行.你可以边听音乐,边上网看新闻,还不耽误首发电子邮件.我们可以说,这种并发是 进程级并发 .在进程内部,我也可以看到有许许多多的并发任务.我们把运行在一个进程里面的并发任务称 线程. 和

Java并发编程示例(五):线程休眠与恢复

有时,我们需要在指定的时间点中断正在执行的线程.比如,每分钟检查一次传感器状态的线程,其余时间,线程不需要做任何事情.在此期间,线程不需要使用计算机的任何资源.过了这段时间之后,并且当Java虚拟机调度了该线程,则该线程继续执行.为此,你可以使用Thread类的sleeep()方法.该方法以休眠的方式来推迟线程的执行,而且整数类型的参数则指明休眠的毫秒数.当调用sleep()方法,休眠时间结束后,Java虚拟机分配给线程CPU运行时间,线程就会继续执行. 另一种是用sleep()方法的方式是通过

深入探究Java多线程并发编程的要点

关键字synchronized synchronized关键可以修饰函数.函数内语句.无论它加上方法还是对象上,它取得的锁都是对象,而不是把一段代码或是函数当作锁. 1,当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时,一段时间只能有一个线程得到执行,而另一个线程只有等当前线程执行完以后才能执行这块代码. 2,当一个线程访问object中的一个synchronized(this)同步代码块时,其它线程仍可以访问这个object中是其它非synchr

Java并发编程示例(九):本地线程变量的使用

共享数据是并发程序最关键的特性之一.对于无论是继承Thread类的对象,还是实现Runnable接口的对象,这都是一个非常周重要的方面. 如果创建了一个实现Runnable接口的类的对象,并使用该对象启动了一系列的线程,则所有这些线程共享相同的属性.换句话说,如果一个线程修改了一个属性,则其余所有线程都会受此改变的影响. 有时,我们更希望能在线程内单独使用,而不和其他使用同一对象启动的线程共享.Java并发接口提供了一种很清晰的机制来满足此需求,该机制称为本地线程变量.该机制的性能也非常可观.

Java并发编程之栅栏(CyclicBarrier)实例介绍

栅栏类似闭锁,但是它们是有区别的. 1.闭锁用来等待事件,而栅栏用于等待其他线程.什么意思呢?就是说闭锁用来等待的事件就是countDown事件,只有该countDown事件执行后所有之前在等待的线程才有可能继续执行;而栅栏没有类似countDown事件控制线程的执行,只有线程的await方法能控制等待的线程执行. 2.CyclicBarrier强调的是n个线程,大家相互等待,只要有一个没完成,所有人都得等着. 场景分析:10个人去春游,规定达到一个地点后才能继续前行.代码如下 复制代码 代码如

Java并发编程示例(六):等待线程执行终止

在某些场景下,我们必须等待线程执行完成才能进行下一步工作.例如,某些程序在开始执行之前,需要先初始化一些资源.这时,我们可以启动一个线程专门来做初始化任务,等到线程任务完成后,再去执行其他部分. 为此,Thread类为我们提供了join()方法.当我们使用线程对象调用此方法时,正在掉调用的线程对象将被推迟到被调用对象执行完成后再开始执行. 在本节,示例程序演示等待初始化方法完成后,再去执行其他任务. 知其然 按照下面所示步骤,完成示例程序. 1.创建一个名为DataSourcesLoader的类

Java并发编程之显示锁ReentrantLock和ReadWriteLock读写锁

在Java5.0之前,只有synchronized(内置锁)和volatile. Java5.0后引入了显示锁ReentrantLock. ReentrantLock概况 ReentrantLock是可重入的锁,它不同于内置锁, 它在每次使用都需要显示的加锁和解锁, 而且提供了更高级的特性:公平锁, 定时锁, 有条件锁, 可轮询锁, 可中断锁. 可以有效避免死锁的活跃性问题.ReentrantLock实现了 Lock接口: 复制代码 代码如下: public interface Lock {  

Java并发编程示例(七):守护线程的创建和运行

Java有一种特殊线程,守护线程,这种线程优先级特别低,只有在同一程序中的其他线程不执行时才会执行. 由于守护线程拥有这些特性,所以,一般用为为程序中的普通线程(也称为用户线程)提供服务.它们一般会有一个无限循环,或用于等待请求服务,或用于执行任务等.它们不可以做任何重要的工作,因为我们不确定他们什么时才能分配到CPU运行时间,而且当没有其他线程执行时,它们就会自动终止.这类线程的一个典型应用就是Java的垃圾回收. 在本节示例中,我们将创建两个线程,一个是普通线程,向队列中写入事件:另外一个是

Java并发编程之显式锁机制详解

我们之前介绍过synchronized关键字实现程序的原子性操作,它的内部也是一种加锁和解锁机制,是一种声明式的编程方式,我们只需要对方法或者代码块进行声明,Java内部帮我们在调用方法之前和结束时加锁和解锁.而我们本篇将要介绍的显式锁是一种手动式的实现方式,程序员控制锁的具体实现,虽然现在越来越趋向于使用synchronized直接实现原子操作,但是了解了Lock接口的具体实现机制将有助于我们对synchronized的使用.本文主要涉及以下一些内容: 接口Lock的基本组成成员 可重入锁Re

Java并发编程线程间通讯实现过程详解

在Java中线程间通讯有多种方式,我这里列出一些常用方式,并用代码的方式展示他们是如何实现的: 共享变量 wait, notify,notifyAll(这3个方法是Object对象中的方法,且必须与synchronized关键字结合使用) CyclicBarrier.CountDownLatch 利用LockSupport Lock/Condition机制 管道,创建管道输出流PipedOutputStream和管道输入流PipedInputStream 示例一: package com.zhi

Java并发编程之重入锁与读写锁

重入锁 重入锁,顾名思义,就是支持重进入的锁,它表示该锁能够支持一个线程对资源的重复加锁.重进入是指任意线程在获取到锁之后能够再次获取该锁而不会被锁阻塞,该特性的实现需要解决以下两个问题. 1.线程再次获取锁.锁需要去识别获取锁的线程是否为当前占据锁的线程,如果是,则再次成功获取. 2.锁的最终释放.线程重复n次获取了锁,随后在第n次释放该锁后,其他线程能够获取到该锁.锁的最终释放要求锁对于获取进行计数自增,计数表示当前锁被重复获取的次数,而锁被释放时,计数自减,当计数等于0时表示锁已经成功释放

java并发学习之BlockingQueue实现生产者消费者详解

1.介绍 阻塞队列 (BlockingQueue)是Java util.concurrent包下重要的数据结构,BlockingQueue提供了线程安全的队列访问方式:当阻塞队列进行插入数据时,如果队列已满,线程将会阻塞等待直到队列非满:从阻塞队列取数据时,如果队列已空,线程将会阻塞等待直到队列非空.并发包下很多高级同步类的实现都是基于BlockingQueue实现的. JDK7提供了以下7个阻塞队列: ArrayBlockingQueue :由数组结构组成的有界阻塞队列. LinkedBloc

Python并发编程协程(Coroutine)之Gevent详解

Gevent官网文档地址:http://www.gevent.org/contents.html 基本概念 我们通常所说的协程Coroutine其实是corporateroutine的缩写,直接翻译为协同的例程,一般我们都简称为协程. 在linux系统中,线程就是轻量级的进程,而我们通常也把协程称为轻量级的线程即微线程. 进程和协程 下面对比一下进程和协程的相同点和不同点: 相同点: 我们都可以把他们看做是一种执行流,执行流可以挂起,并且后面可以在你挂起的地方恢复执行,这实际上都可以看做是con

Java并发编程之Semaphore(信号量)详解及实例

Java并发编程之Semaphore(信号量)详解及实例 概述 通常情况下,可能有多个线程同时访问数目很少的资源,如客户端建立了若干个线程同时访问同一数据库,这势必会造成服务端资源被耗尽的地步,那么怎样能够有效的来控制不可预知的接入量呢?及在同一时刻只能获得指定数目的数据库连接,在JDK1.5 java.util.concurrent 包中引入了Semaphore(信号量),信号量是在简单上锁的基础上实现的,相当于能令线程安全执行,并初始化为可用资源个数的计数器,通常用于限制可以访问某些资源(物

java 并发中的原子性与可视性实例详解

java 并发中的原子性与可视性实例详解 并发其实是一种解耦合的策略,它帮助我们把做什么(目标)和什么时候做(时机)分开.这样做可以明显改进应用程序的吞吐量(获得更多的CPU调度时间)和结构(程序有多个部分在协同工作).做过java Web开发的人都知道,Java Web中的Servlet程序在Servlet容器的支持下采用单实例多线程的工作模式,Servlet容器为你处理了并发问题. 原子性 原子是世界上的最小单位,具有不可分割性.比如 a=0:(a非long和double类型) 这个操作是不

JavaScript显式数据类型转换详解

基本概念 将值从一种类型转换为另一种类型称为类型转换,类型转换总是返回基本类型值,如字符串.数字和布尔值,不会返回引用类型值. 类型转换分为"显式"和"隐式":"显式"转换发生在静态类型语言的编译阶段,而"隐式"转换则发生在动态类型语言的运行时. 显式类型转换 非字符串到字符串的类型转换 toString() 方法 数字.布尔值.字符串和对象都有 toString() 方法,但 null 和 undefined 没有. 例子:

TensorFlow 显存使用机制详解

默认情况下,TensorFlow 会映射进程可见的所有 GPU 的几乎所有 GPU 内存(取决于 CUDA_VISIBLE_DEVICES).通过减少内存碎片,可以更有效地使用设备上相对宝贵的 GPU 内存资源. 在某些情况下,最理想的是进程只分配可用内存的一个子集,或者仅根据进程需要增加内存使用量. TensorFlow 在 Session 上提供两个 Config 选项来进行控制. (1) : 自主申请所用的内存空间 第一个是 allow_growth 选项,它试图根据运行时的需要来分配 G

c++显式类型转换示例详解

标准C++包含一个显式的转换语法: static_cast:用于"良性"和"适度良性"的转换,包括不用强制转换 const_cast:用于"const"和/或"volatile"进行转换 reinterpret_cast:转换为完全不同的意思.为了安全的使用它,关键必须转换回原来的类型.转换成的类型一般只能用于位操作,否则就是为了其他隐秘的目的.这是所有转换中最危险的. dynamic_cast:用于类型安全的向下转换 ---