Posted on 2007-07-18 13:09
Matthew Chen 閱讀(239)
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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： activeCount()和 enumerate(Thread [] thdarray)。但那些方法只工作在當前線程的線程組中。換句話說，那些方法只識別屬于當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activeCount()方法返回在當前線程的線程組中正在活躍運行的線程數量。一個程序利用這個方法的整數返回值設定一個Thread引用數組的大小。檢索那些引用，程序必須調用靜態enumerate(Thread [] thdarray)方法。這個方法的整數返回值確定Thread引用存貯在數組中的enumerate(Thread []thdarray)的總數。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顯示線程的優先權，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線程，比如垃圾收集器線程。那種限制由Thread的enumerate(Thread [] thdarray) 方法產生，它僅詢問當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。 |
| 當重申一個數組時不要依靠activeCount()的返回值。如果你這樣做了，你的程序將冒擲出一個NullPointerException對象的風險。為什么呢？在調用activeCount()和enumerate(Thread [] thdarray)之間，一個或更多線程可能結束。結果， enumerate(Thread [] thdarray)能夠復制少數線程引用進它的數組。因此，僅考慮將activeCount()的返回值作為數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對那種方法調用時活躍線程的數目。 |
| 如果你的程序出現故障并且你懷疑問題出在線程，通過調用Thread的dumpStack()和toString()方法你能夠了解到線程的更多細節。靜態dumpStack()方法提供一個new Exception ("Stack trace").printStackTrace ()的封裝，打印一個追蹤當前線程的堆棧。toString()依據下面格式返回一個描述線程的名稱、優先權和線程組的字符串： Thread[thread-name,priority,thread-group]. (在稍后的系列中你將學到更多關于優先權的知識。) |
| 在一些地方，這篇文章提到了當前線程的概念。如果你需要訪問描述當前線程的Thread對象，則調用Thread的靜態currentThread()方法。例：Thread current = Thread.currentThread ()。 |
| 不是所有線程都被平等創建。它們被分成兩類：用戶和監督。一個用戶線程執行著對于程序用戶十分重要的工作，工作必須在程序結束前完成。相反，一個監督線程執行著后勤事務（比如垃圾收集）和其它可能不會對應用程序的主要工作作出貢獻但對于應用程序繼續它的主要工作卻非常必要的后臺任務。和用戶線程不一樣，監督線程不需要在應用程序結束前完成。當一個應用程序的開始線程（它是一個用戶線程）結束時，JVM檢查是否還有其它用戶線程正在運行。如果有，JVM就會阻止應用程序結束。否則，JVM就會結束應用程序而不管監督線程是否正在運行。 |
| 當一個線程調用一個線程對象的start()方法時，新的已經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督線程，程序必須在調用start()前調用Thread的一個帶布爾真值參數的setDaemon(boolean isDaemon)方法。稍后，你可以通過調用Thread的isDaemon()方法檢查一個線程是否是監督線程。如果是監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運行程序，例如java UserDaemonThreadDemo， new MyThread ().start ()執行。這段代碼片斷開始一個在進入一個無限循環前打印Daemon is false的用戶線程。(你必須按Ctrl-C或一個等價于結束一個無限循環的組合按鍵。)因為新線程是一個用戶線程，應用程序在開始線程結束后仍保持運行。然而，如果你指定了至少一個命令行參數，例如java UserDaemonThreadDemo x，mt.setDaemon (true)執行并且新線程將是一個監督線程。結果，一旦開始線程從100毫秒休眠中醒來并結束，新的監督線程也將結束。 |
| 如果線程開始執行后調用setDaemon(boolean isDaemon)方法，setDaemon(boolean isDaemon)方法將擲出一個IllegalThreadStateException對象。 |
| 學習前面部份的例子后，你可能認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對繼承的強制執行禁止一個類擴展兩個或更多個超類。結果，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擴展了其它類的類？幸運的是， Java的設計者已經意識到不可能創建Thread子類的情形總會發生的。這導致產生java.lang.Runnable接口和帶Runnable參數的Thread構造器，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行入口服務。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的run()方法實現接口。在執行時間，程序代碼能從那個類創建一個對象或runnable并將runnable的引用傳遞給一個適當的Thread構造器。構造器和Thread對象一起存貯這個引用并確保一個新線程在調用Thread對象的start()方法后調用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 |
| //創建一個綁定這個runnable的新Thread對象并開始一個將調用這個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++) |
| return (int) (Math.random () * limit); |
| RunnableDemo由類RunnableDemo，Shape和Rectangle組成。類RunnableDemo通過創建一個Rectangle對象驅動應用程序—通過調用對象的draw()方法—和通過創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和描述它們如何畫它們自己的重載draw()。以后，我可能決定引入一些另外的shape類，創建一個Shape數組，通過調用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 (為了以后的多態性原因)，我沒有其它選擇只有讓Rectangle實現Runnable。同樣，在Rectangle()構造器內，我不得不將一個Rectangle runnable綁定到一個新的Thread對象并調用Thread的start()方法開始一個新的線程調用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。 |
| 當你面對一個類不是能擴展Thread就是能實現Runnable的情形時，你將選擇哪種方法？如果這個類已經擴展了其它類，你必須實現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異的性能。一種辦法是用線程完成那些任務。一個線程是一條程序代碼的獨立執行通道。線程有益于基于GUI的程序，因為它們允許那些程序當執行其它任務時仍對用戶保持響應。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。對于那些不能擴展Thread的類，你必須創建一個runnable以利用多線程的優勢。 |