多线程系列(十七) -线程组介绍

一、简介

在之前的多线程系列文章中，我们陆陆续续的介绍了Thread线程类相关的知识和用法，其实在Thread类上还有一层ThreadGroup类，也就是线程组。

今天我们就一起来简单的聊聊线程组相关的知识和用法。

二、什么是线程组

线程组，简单来说就是多个线程的集合，它的出现主要是为了更方便的管理线程。

从结构角度看，线程组与线程之间其实是一个父子结构，一个线程组可以拥有几个线程，同时也可以拥有几个线程组。整个组织结构像一棵树一样，每个线程一定有一个线程组，线程组可能又有一个父线程组，追溯到根节点就是一个系统线程组。

线程组与线程之间的关系，可以用如下图来描述。

比如，我们通常创建的main方法，对应的是main线程，它所属的是main线程组，main线程组的父级是是system系统线程组。

public static void main(String[] args) {
    Thread currentThread = Thread.currentThread();
    ThreadGroup currentThreadGroup = currentThread.getThreadGroup();
    ThreadGroup systemThreadGroup = currentThreadGroup.getParent();
    System.out.println("currentThread：" + currentThread.getName());
    System.out.println("currentThreadGroup：" + currentThreadGroup.getName());
    System.out.println("systemThreadGroup：" + systemThreadGroup.getName());
}

输出结果如下：

currentThread：main
currentThreadGroup：main
systemThreadGroup：system

其中system线程组就是根节点，再上一层就没有了，如果调用会抛空指针异常。

线程组最主要的作用是：可以实现批量管理线程或者线程组，有效的对线程或者线程组对象进行检查、尝试中断等操作。

下面我们就一起来看看ThreadGroup的常用方法和使用技巧。

三、线程组用法详解

3.1、构造方法介绍

ThreadGroup提供了两个构造方法，内容如下：

方法	描述
ThreadGroup(String name)	根据线程组名称创建线程组，其父线程组为main线程组
ThreadGroup(ThreadGroup parent, String name)	根据线程组名称创建线程组，其父线程组为指定的 parent 线程组

其中支持指定父级线程组的方法，在实际的使用中比较常见。

下面，我们演示一下这两个构造函数的用法：

public static void main(String[] args) {
    ThreadGroup subThreadGroup1 = new ThreadGroup("sub1");
    ThreadGroup subThreadGroup2 = new ThreadGroup(subThreadGroup1, "sub2");
    System.out.println("sub1 parent thread group name：" + subThreadGroup1.getParent().getName());
    System.out.println("sub2 parent thread group name：" + subThreadGroup2.getParent().getName());
}

输出结果如下：

sub1 parent thread group name：main
sub2 parent thread group name：sub1

3.2、核心方法介绍

ThreadGroup提供了很多有用的方法，下面整理了一些方法的简要介绍，内容如下：

方法	描述
public final String getName()	返回此线程组的名称
public final ThreadGroup getParent()	返回此线程组的父级
public final boolean parentOf(ThreadGroup g)	测试此线程组是线程组参数还是其父级线程组之一
public int activeCount()	返回此线程组及其子组中活动线程的数量的估计值，递归遍历该线程组中所有的子组，此方法主要用于调试和监视目的
public int activeGroupCount ()	返回此线程组及其子组中活动组的数目的估计值。递归遍历该线程组中的所有子群，此方法主要用于调试和监视目的
public final void checkAccess()	确定当前运行的线程是否具有修改此线程组的权限
public int enumerate(Thread[] list)	将这个线程组复制到它所在的组及其子组中
public final void destroy()	销毁此线程组及其所有子组，当线程组还要子线程或者子线程组，会抛异常
public boolean isDestroyed()	测试此线程组是否已被销毁
public final int getMaxPriority()	返回此线程组的最大优先级
public final void setMaxPriority(int pri)	设置组的最大优先级。线程组中具有较高优先级的线程不会受到影响
public final boolean isDaemon()	测试此线程组是否是守护线程组
public final void setDaemon(boolean daemon)	修改此线程组的守护进程状态
public final void interrupt()	尝试中断此线程组中的所有线程
public void list()	将此线程组的信息打印到标准输出。此方法仅用于调试

下面我们抽取几个比较常见的方法，进行演示介绍。

3.2.1、activeCount 方法

activeCount()方法用于返回此线程组及其子组中活动线程的数量的估计值，因为线程的数量是动态发生变化的，返回的值只是一个估计值。

我们看一个简单的例子就知道了。

public class MyThread extends Thread{

    public MyThread(ThreadGroup group, String name) {
        super(group, name);
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class MyThreadMainTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ThreadGroup tg = new ThreadGroup("group1");
        MyThread t1 = new MyThread (tg, "t1");
        MyThread t2 = new MyThread (tg, "t2");
        t1.start();
        t2.start();

        System.out.println("线程组的名称：" +  tg.getName() + "，活动的线程数：" +  tg.activeCount());
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("线程组的名称：" +  tg.getName() + "，活动的线程数：" +  tg.activeCount());
    }
}

输出结果如下：

线程组的名称：group1，活动的线程数：2
线程组的名称：group1，活动的线程数：0

第一次检查线程都处于运行状态，因此活动的线程数为 2；过 1 秒之后，线程运行结束，活动的线程数为 0。

3.2.2、isDaemon 方法

setDaemon()方法用于测试此线程组是否是守护线程组。

需要注意的是：后台线程组和后台线程是两个概念，后台线程组的特性是最后一个线程执行完或最后一个线程被销毁时，后台线程组自动销毁，线程组只是为了统一管理线程的一个方式，跟后台线程有区别！

例子如下：

public class MyThread extends Thread{

    public MyThread(ThreadGroup group, String name) {
        super(group, name);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，是否后台线程：" +  Thread.currentThread().isDaemon());
        System.out.println("当前线程组：" + Thread.currentThread().getThreadGroup().getName() + "，是否后台线程组：" +  Thread.currentThread().getThreadGroup().isDaemon());
    }
}

public class MyThreadMainTest4 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ThreadGroup mainGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        new MyThread(mainGroup, "t1").start();

        Thread.sleep(100);

        // 设置守护线程组
        ThreadGroup tg = new ThreadGroup("group1");
        tg.setDaemon(true);
        new MyThread(tg,"t2").start();
    }
}

输出结果如下：

当前线程：t1，是否后台线程：false
当前线程组：main，是否后台线程组：false
当前线程：t2，是否后台线程：false
当前线程组：group1，是否后台线程组：true

3.2.3、interrupt 方法

interrupt()方法用于尝试中断此线程组中的所有线程。如果正在运行的线程没有进入阻塞，是无法中断的。

例子如下：

public class MyThreadA extends Thread{

    public MyThreadA(ThreadGroup group, String name) {
        super(group, name);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，开始运行");
        String t;
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            t = i + "";
        }
        System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，停止运行");
    }
}

public class MyThreadB extends Thread{

    public MyThreadB(ThreadGroup group, String name) {
        super(group, name);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，开始运行");
        while (!Thread.interrupted()){
        }
        System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，停止运行");
    }
}

public class MyThreadC extends Thread{

    public MyThreadC(ThreadGroup group, String name) {
        super(group, name);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，开始运行");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (Exception e){
//            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，停止运行");
    }
}

public class MyThreadMainTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ThreadGroup tg = new ThreadGroup("group1");
        new MyThreadA(tg,"t1").start();
        new MyThreadB(tg,"t2").start();
        new MyThreadC(tg,"t3").start();

        // 尝试中断线程组里面的线程
        tg.interrupt();
    }
}

输出结果如下：

线程：t1，开始运行
线程：t2，开始运行
线程：t2，停止运行
线程：t3，开始运行
线程：t3，停止运行

线程t1只有等它运行结束，通过interrupt()不能中断程序！

四、小结

本文主要围绕线程组的一些基本概念以及常用方法，并结合了一些简单示例进行介绍。

线程组的出现更多的是便于有组织的管理线程，比如 Java 的线程池就用到了线程组，更多的线程知识，我们在后续的文章中会进行介绍。

如果有描述不对的地方，欢迎网友留言指出。

五、参考

1、https://www.cnblogs.com/xrq730/p/4856072.html

2、https://cloud.tencent.com/developer/article/1633465