第6章 ThreadGroup详细讲解(Java高并发编程详解：多线程与系统设计)

1.ThreadGroup 与 Thread

        在Java程序中， 默认情况下， 新的线程都会被加入到main线程所在的group中， main线程的group名字同线程名。如同线程存在父子关系一样， Thread Group同样也存在父子关系。图6-1就很好地说明了父子thread、父子thread Group以及thread和group之间的层次关系

2.创建ThreadGroup

创建Thread Group的语法如下：

public Thread Group(String name)
public Thread Group(Thread Group parent， String name)

创建Thread Group的语法非常简单， 可通过上面某个构造函数来创建， 第一个构造函数为Thread Group赋予了名字， 但是该Thread Group的父Thread Group是创建它的线程所在的Thread Group； 第二个Thread Group的构造函数赋予group名字的同时又显式地指定了父Group。

public class TestThreadGroup {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup currentGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        ThreadGroup group1 = new ThreadGroup("group1");

        System.out.println(group1.getParent() == currentGroup);
        ThreadGroup group2 = new ThreadGroup(group1, "Group2");

        System.out.println(group2.getParent() == group1);

    }
}

3.复制Thread数组和ThreadGroup数组

3,1复制Thread数组

public int enumerate(Thread[] list);
public int enumerate(Thread[] list， boolean recurse);

上述两个方法， 会将Thread Group中的active线程全部复制到Thread数组中， 其中recurse参数如果为true， 则该方法会将所有子group中的active线程都递归到Thread数组中， enumerate(Thread[] list) 实际上等价于enumerate(Thread[] true) ， 上面两个方法都调用了Thread Group的私有方法enumerate：

 private int enumerate(Thread list[], int n, boolean recurse) {
        int ngroupsSnapshot = 0;
        ThreadGroup[] groupsSnapshot = null;
        synchronized (this) {
            if (destroyed) {
                return 0;
            }
            int nt = nthreads;
            if (nt > list.length - n) {
                nt = list.length - n;
            }
            for (int i = 0; i < nt; i++) {
                if (threads[i].isAlive()) {
                    list[n++] = threads[i];
                }
            }
            if (recurse) {
                ngroupsSnapshot = ngroups;
                if (groups != null) {
                    groupsSnapshot = Arrays.copyOf(groups, ngroupsSnapshot);
                } else {
                    groupsSnapshot = null;
                }
            }
        }
        if (recurse) {
            for (int i = 0 ; i < ngroupsSnapshot ; i++) {
                n = groupsSnapshot[i].enumerate(list, n, true);
            }
        }
        return n;
    }

举一例：enumerate方法的使用

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadGroup {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadGroup myGroup = new ThreadGroup("mygroup");

        Thread th  = new Thread(
                myGroup,
                ()-> {
                    while(true) {
                        try {
                            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
        ,"MyThread");
        th.start();

        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2);
        ThreadGroup mainGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup();

        Thread[] list = new Thread[mainGroup.activeCount()];
        int recuseSize = mainGroup.enumerate(list);
        System.out.println(recuseSize);
        recuseSize = mainGroup.enumerate(list,false);
        System.out.println(recuseSize);
    }
}

上面的代码运行之后， 最后一个输出会比第一个少1， 那是因为代码中将递归recurse设置为了false， my Group中的线程将不会包含在内。

3.2 复制ThreadGroup数组

public int enumerate(Thread Group[] list);
public int enumerate(Thread Group[] list， boolean recurse);

和复制Thread数组类似， 上述两个方法， 主要用于复制当前Thread Group的子Group，同样recurse会决定是否以递归的方式复制。

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestCopyThreadGroup {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadGroup myGroup1 = new ThreadGroup("MyGroup1");
        ThreadGroup myGroup2 = new ThreadGroup(myGroup1, "MyGroup2");
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2);
        ThreadGroup mainGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        ThreadGroup[] list = new ThreadGroup[mainGroup.activeCount()];
        int recurseSize = mainGroup.enumerate(list);
        System.out.println(recurseSize);
        recurseSize = mainGroup.enumerate(list,false);
        System.out.println(recurseSize);
    }
}

在代码清单6-3中， my Group 1的父group为main Group， 而my Group 2的父group为my Group 1， 因此上述的代码运行之后， 递归复制的结果为2， 不递归的情况下为1。

4.ThreadGroup操作

4.1ThreadGroup的基本操作

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadGroupBasic {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup group = new ThreadGroup("group1");
        Thread thread = new Thread(
                group,
                () -> {
                    while(true) {
                        try {
                            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
        , "thread");
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();

        ThreadGroup mainGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        System.out.println("activeCount=" + mainGroup.activeCount());
        System.out.println("activeGroupCount=" + mainGroup.activeGroupCount());
        mainGroup.list();
        System.out.println("--------------------------");
        System.out.println("parentOf=" + mainGroup.parentOf(group));
    }
}

• activeCount() 用于获取group中活跃的线程， 这只是个估计值， 并不能百分之百地保证数字一定正确， 原因前面已经分析过， 该方法会递归获取其他子group中的活跃线程。
• activeGroupCount() 用于获取group中活跃的子group， 这也是一个近似估值， 该方法也会递归获取所有的子group。
• getMaxPriority() 用于获取group的优先级，默认情况下，Group的优先级为10，在该group中， 所有线程的优先级都不能大于group的优先级。
• getName() 用于获取group的名字。
• getParent() 用于获取group的父group， 如果父group不存在， 则会返回null， 比如system group的父group就为null。
• list() 该方法没有返回值， 执行该方法会将group中所有的活跃线程信息全部输出到控制台， 也就是System.out。
• parentOf(Thread Group g) 会判断当前group是不是给定group的父group， 另外如果给定的group就是自己本身，那么该方法也会返回true。
• setMaxPriority(int pri) 会指定group的最大优先级， 最大优先级不能超过父group的最大优先级， 执行该方法不仅会改变当前group的最大优先级， 还会改变所有子group的最大优先级

4.2 ThreadGroup的interrupt

interrupt一个thread group会导致该group中所有的active线程都被interrupt， 也就是说该group中每一个线程的interrupt标识都被设置了， 下面是Thread Group interrupt方法的源码：
 

public final void interrupt() {
        int ngroupsSnapshot;
        ThreadGroup[] groupsSnapshot;
        synchronized (this) {
            checkAccess();
            for (int i = 0 ; i < nthreads ; i++) {
                threads[i].interrupt();
            }
            ngroupsSnapshot = ngroups;
            if (groups != null) {
                groupsSnapshot = Arrays.copyOf(groups, ngroupsSnapshot);
            } else {
                groupsSnapshot = null;
            }
        }
        for (int i = 0 ; i < ngroupsSnapshot ; i++) {
            groupsSnapshot[i].interrupt();
        }
    }

interrupt方法案例：

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadInterrupt {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadGroup group = new ThreadGroup("TestGroup");

        new Thread(
                group,
                () -> {
                    while(true) {
                        try {
                            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
        ,"t1").start();

        new Thread(group,
                ()-> {
                    try {
                        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
        ,"t2").start();

        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2);
        group.interrupt();
    }
}

4.3ThreadGroup的destroy

destroy用于销毁Thread Group， 该方法只是针对一个没有任何active线程的group进行一次destroy标记， 调用该方法的直接结果是在父group中将自己移除：

public class ThreadGroupDestroy {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup group = new ThreadGroup("TestGroup");

        ThreadGroup mainGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        System.out.println("group.isDestroyed=" + group.isDestroyed());
        mainGroup.list();

        group.destroy();
        System.out.println("group.isDestroyed=" + group.isDestroyed());
        mainGroup.list();
    }
}

4.4守护ThreadGroup

线程可以设置为守护线程， Thread Group也可以设置为守护Thread Group， 但是若将一个Thread Group设置为daemon， 也并不会影响线程的daemon属性， 如果一个Thread Group的daemon被设置为true， 那么在group中没有任何active线程的时候该group将自动destroy， 下面我们给出一个简单的例子来对其进行说明：

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadGroupDaemon {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadGroup group = new ThreadGroup("Group1");
        new Thread(
            group,
            ()-> {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            ,"group1-thread1").start();

        ThreadGroup group2 = new ThreadGroup("Group2");
        new Thread(
            group2,
            ()-> {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            ,"group2-thread1").start();
        group2.setDaemon(true);
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        System.out.println(group.isDestroyed());
        System.out.println(group2.isDestroyed());
    }
}

在上面的代码中， 第二个group的daemon被设置为true， 当其中没有active线程的时候， 该group将会自动被destroy， 而第一个group则相反。