Java 多线程进阶-并发编程 线程组ThreadGroup

Posted 2020-11-27 Sweet小马

Java 多线程进阶-并发编程

• 并行计算

  • 业务: 任务多, 数据量大
  • 串行 vs 并行
    • 串行编程简单, 并行编程困难
    • 单个计算核频率下降, 计算核数增多, 整体性能变高
  • 并行困难(任务分配和执行过程高度耦合)
    • 如何控制粒度, 切割任务
    • 如何分配任务给线程, 监督线程执行过程
  • 并行模式
    • 主从模式(Master - Slave): 主线程指挥从线程去工作
    • Worker模式(Worker - Worker): 又称Peer2Peer, 所有线程是平等的, 无中心化的模式.
  • Java并发编程
    • Thread/Runnable/ThreadGroup管理
    • Executor框架
    • Fork-Join框架

• 线程组ThreadGroup

  • 线程的集合, 树形结构, 大线程组可以包括小线程组
  • 可以通过 enumerate方法 遍历组内的线程,执行操作.
  • 能有效管理多个线程, 但是管理效率低
  • 任务分配和执行过程高度耦合
  • 重复 创建线程/关闭线程 操作, 无法重用线程
    (线程组只是提供一个数组的方式来控制线程. 线程和线程组中的线程都是 new 产生出来的, start 一次后, 就不能再次 start 了. new 的代价是很昂贵的, 只运行一次, 性价比过低.)
  • 示例代码

        package thread0411;
    
        import java.time.LocalDateTime;
        import java.util.Date;
        import java.util.Random;
        import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
        /**
         * 1. 依次启动十个线程放在一个线程组里, 每个线程随机完成若干时间的任务
         * 23. 查看线程组状态
         * 4. while检测是否十个线程都还在active状态, 如果是则阻塞.
         * 5. 终止线程组中的所有线程.
         */
        public class ThreadGroupDemo {
            public static void main(String[] args) {
                // 创建线程组
                ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("Searcher111");
    
                // 创建一个任务, 10个线程完成
                System.out.println(LocalDateTime.now() + " => " + "====== 1 子线程启动 ======");
                Result result = new Result();
                Searcher searchTask = new Searcher(result);
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    Thread thread = new Thread(threadGroup, searchTask);
                    thread.start();
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1); // 每隔1秒启动一个线程
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println();
    
                // 查看线程组消息
                System.out.println(LocalDateTime.now() + " => " + "====== 2 查看线程组状态 ======");
                System.out.printf(LocalDateTime.now() + " => " + "线程组当前 active 线程数量: %d" + "
    ", threadGroup.activeCount());
                System.out.println(LocalDateTime.now() + " => " + "线程组消息明细");
                threadGroup.list();
                System.out.println("");
    
    
                // 遍历线程组
                System.out.println(LocalDateTime.now() + " => " + "====== 3 遍历线程组 ======");
                Thread[] threads = new Thread[threadGroup.activeCount()];
                threadGroup.enumerate(threads); // 将线程组中的active的线程拷贝到数组中.
                for (int i = 0; i < threadGroup.activeCount(); i++) {
                    System.out.printf(LocalDateTime.now() + " => " + "Thread %s: state: %s " + "
    ", threads[i].getName(), threads[i].getState());
                }
                System.out.println("");
    
                // 等待线程结束
                System.out.println(LocalDateTime.now() + " => " + "====== 4 等待线程结束 ======");
                // 循环检测是否所有线程都还在进行中...
                while (threadGroup.activeCount() > 9) {
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("");
    
                // 中断线程组中的所有线程
                System.out.println(LocalDateTime.now() + " => " + "====== 5 中断线程组中的所有线程 ======");
                threadGroup.interrupt();
    
            }
    
        }
    
        class Result {
            private String name;
    
            public String getName() {
                return name;
            }
    
            public void setName(String name) {
                this.name = name;
            }
        }
    
        class Searcher implements Runnable {
            private Result result;
    
            public Searcher(Result result) {
                this.result = result;
            }
    
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                System.out.printf(LocalDateTime.now() + " => " + "Thread %s: 启动" + "
    ", name);
                try {
                    doTask();
                    result.setName(name);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    System.out.printf(LocalDateTime.now() + " => " + "Thread %s: 被中断
    ", name);
                    return;
                }
                System.out.printf(LocalDateTime.now() + " => " + "Thread %s 完成
    ", name);
            }
    
            // 模拟工作若干时间
            void doTask() throws InterruptedException {
                Random random = new Random(new Date().getTime());
                int value = (int) (random.nextDouble() * 100);
                System.out.printf(LocalDateTime.now() + " => " + "Thread %s: %d
    ", Thread.currentThread().getName(), value);
                TimeUnit.SECONDS.sleep(value); // 随机等待若干秒, 模拟进行工作
            }
        }