Java高并发之线程组详解

简介

在Java并发编程中，线程组是一个非常有用的工具，它可以将一组线程统一管理，便于线程的统一控制和资源的合理分配，也为线程安全提供了保障。本文将详细讲解Java中线程组的定义、创建、使用以及注意事项。

线程组的定义与创建

Java中线程组是ThreadGroup类的实例，它代表一组线程。可以通过构造函数创建线程组：

ThreadGroup group = new ThreadGroup("myGroup");

使用该构造函数时，必须指定线程组的名称。还可以使用另一个构造函数来指定父线程组，从而创建一个层次化的线程组结构：

ThreadGroup parentGroup = new ThreadGroup("parentGroup");
ThreadGroup childGroup = new ThreadGroup(parentGroup, "childGroup");

上述代码中，创建了一个名为parentGroup的父线程组和一个名为childGroup的子线程组。childGroup的父线程组就是parentGroup。

线程组的使用

线程分组

将线程分组是线程组最基本的用途。可以通过Thread类的构造函数将线程加入到指定的线程组中：

ThreadGroup group = new ThreadGroup("myGroup");
Thread thread1 = new Thread(group, new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // do something
    }
}, "myThread1");

上述代码中，将线程thread1加入到线程组group中。

线程组的控制

线程组可以较为方便地控制线程的运行，例如暂停、恢复和中断等。这些控制方法均是ThreadGroup类的实例方法，可以通过线程组实例调用：

ThreadGroup group = new ThreadGroup("myGroup");
group.suspend();   // 暂停线程组中所有线程
group.resume();    // 恢复线程组中所有线程
group.interrupt(); // 中断线程组中所有线程

线程组的监测

线程组可以监测包括它的所有子孙线程在内的所有线程。这些监测方法也是ThreadGroup类的实例方法：

ThreadGroup group = new ThreadGroup("myGroup");
group.list();        // 列出线程组中所有线程
group.activeCount(); // 获取线程组中当前活动的线程数
group.enumerate();   // 枚举线程组中的所有线程

线程组的注意事项

1. 当线程组中的某个线程出现未处理的异常时，该线程所在的线程组自动停止运行。
2. 线程组中的线程未必会共享同一个线程池或者共同的线程资源。
3. 没有加入任何线程组的线程默认属于默认线程组。默认线程组中的所有线程所在的堆栈都是共享的。

示例说明

示例一：线程组的创建与使用

下面的示例代码创建了一个父线程组、一个子线程组以及加入到子线程组中的三个线程，并分别执行了线程组的控制方法、监测方法。

public class ThreadGroupDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadGroup parentGroup = new ThreadGroup("parentGroup");
        ThreadGroup childGroup = new ThreadGroup(parentGroup, "childGroup");

        Thread thread1 = new Thread(childGroup, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {}
            }
        }, "myThread1");
        Thread thread2 = new Thread(childGroup, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {}
            }
        }, "myThread2");
        Thread thread3 = new Thread(childGroup, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {}
            }
        }, "myThread3");

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();

        System.out.println("活动线程数：" + childGroup.activeCount());

        childGroup.interrupt();

        Thread.sleep(1000);

        System.out.println("活动线程数：" + childGroup.activeCount());

        System.out.println("线程组名：" + childGroup.getName());

        System.out.println("当前线程组中线程信息：");
        childGroup.list();
    }
}

运行上述代码可以看到，子线程组中的三个线程同时运行，当调用childGroup.interrupt()方法时，三个线程被中断。经过一段时间，可以看到三个线程已经停止运行，此时询问线程组的活动线程数为0。

示例二：未处理的异常导致线程组停止

下面的示例代码创建了一个父线程组、一个子线程组以及加入到子线程组中的一个线程，该线程抛出了不处理的异常。

public class ThreadGroupDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadGroup parentGroup = new ThreadGroup("parentGroup");
        ThreadGroup childGroup = new ThreadGroup(parentGroup, "childGroup");

        Thread thread1 = new Thread(childGroup, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                throw new RuntimeException();
            }
        }, "myThread1");

        thread1.start();
    }
}

运行上述代码可以看到，当线程抛出了未处理的异常时，该线程所在的线程组（这里是childGroup）自动停止运行。可以尝试捕获异常，避免线程组停止运行；或者创建另一个线程组来接管异常引发的错误。