Posted on 2007-07-18 13:09
Matthew Chen 閱讀(238)
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Java MultiThread
| 在有些情形下，你可能想了解在你的程序中哪些線程是激活的。Thread支持一對方法幫助你完成這個任務(wù)： activeCount()和 enumerate(Thread [] thdarray)。但那些方法只工作在當(dāng)前線程的線程組中。換句話說，那些方法只識別屬于當(dāng)前線程的同一線程組的活躍線程。 (我將在以后的系列文章中討論線程組——一種組織機制。) |
| 靜態(tài)activeCount()方法返回在當(dāng)前線程的線程組中正在活躍運行的線程數(shù)量。一個程序利用這個方法的整數(shù)返回值設(shè)定一個Thread引用數(shù)組的大小。檢索那些引用，程序必須調(diào)用靜態(tài)enumerate(Thread [] thdarray)方法。這個方法的整數(shù)返回值確定Thread引用存貯在數(shù)組中的enumerate(Thread []thdarray)的總數(shù)。要看這些方法如何一起工作，請查看表6： |
| public static void main (String [] args) |
| Thread [] threads = new Thread [Thread.activeCount ()]; |
| int n = Thread.enumerate (threads); |
| for (int i = 0; i < n; i++) |
| System.out.println (threads [i].toString ()); |
| 輸出顯示一個線程，開始線程正在運行。左邊的main表示線程的名稱。5顯示線程的優(yōu)先權(quán)，右邊的main表示線程的線程組。你也許很失望不能在輸出中看到任何系統(tǒng)線程，比如垃圾收集器線程。那種限制由Thread的enumerate(Thread [] thdarray) 方法產(chǎn)生，它僅詢問當(dāng)前線程線程組的活躍線程。然而， ThreadGroup類包含多種enumerate()方法允許你捕獲對所有活躍線程的引用而不管線程組。在稍后的系列中，探討ThreadGroup時我將向你顯示如何列舉所有的引用。 |
| 當(dāng)重申一個數(shù)組時不要依靠activeCount()的返回值。如果你這樣做了，你的程序?qū)⒚皵S出一個NullPointerException對象的風(fēng)險。為什么呢？在調(diào)用activeCount()和enumerate(Thread [] thdarray)之間，一個或更多線程可能結(jié)束。結(jié)果， enumerate(Thread [] thdarray)能夠復(fù)制少數(shù)線程引用進它的數(shù)組。因此，僅考慮將activeCount()的返回值作為數(shù)組可能大小的最大值。同樣，考慮將enumerate(Thread [] thdarray)的返回值作為在一個程序?qū)δ欠N方法調(diào)用時活躍線程的數(shù)目。 |
| 如果你的程序出現(xiàn)故障并且你懷疑問題出在線程，通過調(diào)用Thread的dumpStack()和toString()方法你能夠了解到線程的更多細(xì)節(jié)。靜態(tài)dumpStack()方法提供一個new Exception ("Stack trace").printStackTrace ()的封裝，打印一個追蹤當(dāng)前線程的堆棧。toString()依據(jù)下面格式返回一個描述線程的名稱、優(yōu)先權(quán)和線程組的字符串： Thread[thread-name,priority,thread-group]. (在稍后的系列中你將學(xué)到更多關(guān)于優(yōu)先權(quán)的知識。) |
| 在一些地方，這篇文章提到了當(dāng)前線程的概念。如果你需要訪問描述當(dāng)前線程的Thread對象，則調(diào)用Thread的靜態(tài)currentThread()方法。例：Thread current = Thread.currentThread ()。 |
| 不是所有線程都被平等創(chuàng)建。它們被分成兩類：用戶和監(jiān)督。一個用戶線程執(zhí)行著對于程序用戶十分重要的工作，工作必須在程序結(jié)束前完成。相反，一個監(jiān)督線程執(zhí)行著后勤事務(wù)（比如垃圾收集）和其它可能不會對應(yīng)用程序的主要工作作出貢獻但對于應(yīng)用程序繼續(xù)它的主要工作卻非常必要的后臺任務(wù)。和用戶線程不一樣，監(jiān)督線程不需要在應(yīng)用程序結(jié)束前完成。當(dāng)一個應(yīng)用程序的開始線程（它是一個用戶線程）結(jié)束時，JVM檢查是否還有其它用戶線程正在運行。如果有，JVM就會阻止應(yīng)用程序結(jié)束。否則，JVM就會結(jié)束應(yīng)用程序而不管監(jiān)督線程是否正在運行。 |
| 當(dāng)一個線程調(diào)用一個線程對象的start()方法時，新的已經(jīng)開始的線程就是一個用戶線程。那是缺省的。要建立一個線程作為監(jiān)督線程，程序必須在調(diào)用start()前調(diào)用Thread的一個帶布爾真值參數(shù)的setDaemon(boolean isDaemon)方法。稍后，你可以通過調(diào)用Thread的isDaemon()方法檢查一個線程是否是監(jiān)督線程。如果是監(jiān)督線程那個方法返回一個布爾真值。 |
| 為了讓你試試用戶和監(jiān)督線程，我寫了一個UserDaemonThreadDemo： |
| 表7. UserDaemonThreadDemo.java |
| // UserDaemonThreadDemo.java |
| class UserDaemonThreadDemo |
| public static void main (String [] args) |
| new MyThread ().start (); |
| MyThread mt = new MyThread (); |
| catch (InterruptedException e) |
| class MyThread extends Thread |
| System.out.println ("Daemon is " + isDaemon ()); |
| 編譯了代碼后，通過Java2 SDK的java命令運行UserDaemonThreadDemo。如果你沒有使用命令行參數(shù)運行程序，例如java UserDaemonThreadDemo， new MyThread ().start ()執(zhí)行。這段代碼片斷開始一個在進入一個無限循環(huán)前打印Daemon is false的用戶線程。(你必須按Ctrl-C或一個等價于結(jié)束一個無限循環(huán)的組合按鍵。)因為新線程是一個用戶線程，應(yīng)用程序在開始線程結(jié)束后仍保持運行。然而，如果你指定了至少一個命令行參數(shù)，例如java UserDaemonThreadDemo x，mt.setDaemon (true)執(zhí)行并且新線程將是一個監(jiān)督線程。結(jié)果，一旦開始線程從100毫秒休眠中醒來并結(jié)束，新的監(jiān)督線程也將結(jié)束。 |
| 如果線程開始執(zhí)行后調(diào)用setDaemon(boolean isDaemon)方法，setDaemon(boolean isDaemon)方法將擲出一個IllegalThreadStateException對象。 |
| 學(xué)習(xí)前面部份的例子后，你可能認(rèn)為引入多線程進入一個類總是要求你去擴展Thread并將你的子類重載Thread's run()方法。然而那并不總是一種選擇。Java對繼承的強制執(zhí)行禁止一個類擴展兩個或更多個超類。結(jié)果，如果一個類擴展了一個無線程類，那個類就不能擴展Thread. 假使限制，怎樣才可能將多線程引入一個已經(jīng)擴展了其它類的類？幸運的是， Java的設(shè)計者已經(jīng)意識到不可能創(chuàng)建Thread子類的情形總會發(fā)生的。這導(dǎo)致產(chǎn)生java.lang.Runnable接口和帶Runnable參數(shù)的Thread構(gòu)造器，如Thread(Runnable target)。 |
| Runnable接口聲明了一個單獨方法署名：void run()。這個署名和Thread的run()方法署名一樣并作為線程的執(zhí)行入口服務(wù)。因為Runnable是一個接口，任何類都能通過將一個implements子句包含進類頭和提供一個適當(dāng)?shù)膔un()方法實現(xiàn)接口。在執(zhí)行時間，程序代碼能從那個類創(chuàng)建一個對象或runnable并將runnable的引用傳遞給一個適當(dāng)?shù)腡hread構(gòu)造器。構(gòu)造器和Thread對象一起存貯這個引用并確保一個新線程在調(diào)用Thread對象的start()方法后調(diào)用runnable的run()方法。示范如表8： |
| public static void main (String [] args) |
| Rectangle r = new Rectangle (5, 6); |
| class Rectangle extends Shape implements Runnable |
| //創(chuàng)建一個綁定這個runnable的新Thread對象并開始一個將調(diào)用這個runnable的 |
| new Thread (this).start (); |
| throw new IllegalArgumentException ("w value " + w + " < 2"); |
| throw new IllegalArgumentException ("h value " + h + " < 2"); |
| for (int c = 0; c < w; c++) |
| for (int r = 0; r < h - 2; r++) |
| for (int c = 0; c < w - 2; c++) |
| for (int c = 0; c < w; c++) |
| for (int i = 0; i < 20; i++) |
| //在0<=x<界限范圍內(nèi)返回一個隨機數(shù)字x |
| return (int) (Math.random () * limit); |
| RunnableDemo由類RunnableDemo，Shape和Rectangle組成。類RunnableDemo通過創(chuàng)建一個Rectangle對象驅(qū)動應(yīng)用程序—通過調(diào)用對象的draw()方法—和通過創(chuàng)建第二個什么都不做的Rectangle類。相反，Shape和Rectangle組成了一個基于shape層次的類。Shape是抽象的因為它提供一個抽象的draw()方法。各種shape類，比如Rectangle，擴展Shape和描述它們?nèi)绾萎嬎鼈冏约旱闹剌ddraw()。以后，我可能決定引入一些另外的shape類，創(chuàng)建一個Shape數(shù)組，通過調(diào)用Shape的draw()方法要求每一個Shape元素畫它自己。 |
| RunnableDemo 作為一個不帶多線程的簡單程序產(chǎn)生。后面我決定引入多線程到Rectangle，這樣我能夠用各種寬度和高度畫種種矩形。因為Rectangle擴展Shape (為了以后的多態(tài)性原因)，我沒有其它選擇只有讓Rectangle實現(xiàn)Runnable。同樣，在Rectangle()構(gòu)造器內(nèi)，我不得不將一個Rectangle runnable綁定到一個新的Thread對象并調(diào)用Thread的start()方法開始一個新的線程調(diào)用Rectangle的run()方法畫矩形。 |
| 因為包括在這篇文章中的RunnableDemo的新輸出太長了，我建議你自己編譯并運行程序。 |
| 當(dāng)你面對一個類不是能擴展Thread就是能實現(xiàn)Runnable的情形時，你將選擇哪種方法？如果這個類已經(jīng)擴展了其它類，你必須實現(xiàn)Runnable。然而，如果這個類沒有擴展其它類，考慮一下類的名稱。名稱將暗示這個類的對象不是積極的就是消極的。例如，名稱Ticker暗示它的對象是積極的。因此，Ticker類將擴展Thread，并且Ticker對象將被作為專門的Thread對象。相反，Rectangle暗示消極對象—Rectangle對象對于它們自己什么也不做。因此，Rectangle類將實現(xiàn)Runnable,并且Rectangle 對象將使用Thread對象(為了測試或其它意圖)代替成為專門的Thread對象。 |
| 用戶期望程序達到優(yōu)異的性能。一種辦法是用線程完成那些任務(wù)。一個線程是一條程序代碼的獨立執(zhí)行通道。線程有益于基于GUI的程序，因為它們允許那些程序當(dāng)執(zhí)行其它任務(wù)時仍對用戶保持響應(yīng)。另外，帶線程的程序比它們沒帶線程的副本程序完成的快。這對于運行在多處理器機器上的情形尤其明顯，在這里每一個線程有它自己的處理器。Thread和Thread子類對象描述了線程并與那些實體相關(guān)。對于那些不能擴展Thread的類，你必須創(chuàng)建一個runnable以利用多線程的優(yōu)勢。 |