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Java多线程核心技术(六)线程组与线程异常

简介: 本文应注重掌握如下知识点:线程组的使用如何切换线程状态SimpleDataFormat 类与多线程的解决办法如何处理线程的异常

本文应注重掌握如下知识点:

  • 线程组的使用
  • 如何切换线程状态
  • SimpleDataFormat 类与多线程的解决办法
  • 如何处理线程的异常

1.线程的状态

线程对象在不同运行时期有不同的状态,状态信息就处于State枚举类中,如图所示:

image.png

线程状态

初始(NEW):新创建了一个线程对象,但还没有调用start()方法。

运行(RUNNABLE):Java线程中将就绪(ready)和运行中(running)两种状态笼统的称为“运行”。

线程对象创建后,其他线程(比如main线程)调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,等待被线程调度选中,获取CPU的使用权,此时处于就绪状态(ready)。就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态(running)。

阻塞(BLOCKED):表示线程阻塞于锁。

等待(WAITING):进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作(通知或中断)。

超时等待(TIMED_WAITING):该状态不同于WAITING,它可以在指定的时间后自行返回。

终止(TERMINATED):表示该线程已经执行完毕。

调用与线程有关的方法是造成线程状态改变的主要原因,其关系如图所示:(图片来源于网络)

image.png

2.线程组

可以把线程归属到某一个线程组中,线程组中可以有线程对象,也可以有线程组,组中还可以有线程。

image.png

下面看下线程组的使用示例:

public class Group implements Runnable {

    public static void main(String[] args) {
        Group runnable = new Group();
        ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("我的线程组");
        Thread threadA = new Thread(threadGroup,runnable);
        Thread threadB = new Thread(threadGroup,runnable);
        threadA.start();
        threadB.start();
        System.out.println("活动的线程"+threadGroup.activeCount());
        System.out.println("线程组的名称"+threadGroup.getName());
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("Thread-Name: "+Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果:

活动的线程2
线程组的名称我的线程组
Thread-Name: Thread-0
Thread-Name: Thread-1

控制台中的信息表明有2个线程在名为“我的线程组”下活动。

上面的线程树结构图中显示,所有的线程与线程组都在系统线程组下,下面演示如何创建具有多级关联关系的线程结构,并获取相关线程信息。

示例代码:

public class Group implements Runnable {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup threadGroupMain = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        Group runnable = new Group();
        ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup(threadGroupMain,"我的线程组");
        Thread threadA = new Thread(threadGroup,runnable);
        Thread threadB = new Thread(threadGroup,runnable);
        threadA.start();
        threadB.start();
        System.out.println("系统线程组的名字:"+Thread.currentThread().getThreadGroup().getName());
        System.out.println("系统线程组中有多少子线程:"+Thread.currentThread().getThreadGroup().activeCount());
        Thread[] threads1 = new Thread[threadGroupMain.activeCount()];
        threadGroupMain.enumerate(threads1);
        System.out.println("这些子线程具体是:");
        for (int i = 0; i < threads1.length; i++) {
            System.out.println(threads1[i].getName());
        }
        System.out.println("系统线程组中有多少子线程组:"+Thread.currentThread().getThreadGroup().activeGroupCount());
        ThreadGroup[] listGroup = new ThreadGroup[Thread.currentThread().getThreadGroup().activeGroupCount()];
        //enumerate方法将子线程组以复制的形式拷贝到数组中,并返回拷贝的数量
        Thread.currentThread().getThreadGroup().enumerate(listGroup);
        System.out.println("子线程组的名字是:"+listGroup[0].getName());
        Thread[] threads = new Thread[listGroup[0].activeCount()];
        listGroup[0].enumerate(threads);
        System.out.println("子线程组中的线程有:");
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            System.out.println(threads[i].getName());
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果:

系统线程组的名字:main
系统线程组中有多少子线程:4
这些子线程具体是:
main
Monitor Ctrl-Break
Thread-0
Thread-1
系统线程组中有多少子线程组:1
子线程组的名字是:我的线程组
子线程组中的线程有:
Thread-0
Thread-1

需要说明的是,在实例化一个ThreadGroup线程组x时如果不指定所属的线程组,则x线程组自动归属到当前线程对象所属的线程组中,也就是隐式的当前线程组中添加了一个子线程组。

线程组批量操作

通过将线程归属到线程组中,当调用线程组ThreadGroup的interrupt()方法时,可以将该组中的所有正在运行的线程批量停止。

3.SimpleDataFormat非线程安全

SimpleDataFormat主要负责日期的转换与格式化,但在多线程的环境中,使用此类容易造成数据及处理的不准确,因为SimpleDataFormat并不是安全的。

解决方法有两种,一是每个线程都new一个新的SimpleDataFormat实例对象;二是利用ThreadLocal类将SimpleDataFormat对象绑定到线程上。

4.线程中出现异常的处理

在 Java 的多线程技术中,可以对多线程中的异常进行“捕捉”,使用的是 UncaughtExceptionHandler类,从而可以对发生的异常进行有效的处理。

thread.setUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler() {
     @Override
     public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
          System.out.println("线程"+t.getName()+"出现了异常");
          e.printStackTrace();
     }
});

方法setUncaughtExceptionHandler()是给指定的线程对象设置的异常处理器。在Thread类中还可以使用setDefaultUncaughtExceptionHandler()方法对所有线程对象设置异常处理器。示例代码如下:

MyThread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler() {
       @Override
       public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
           System.out.println("线程"+t.getName()+"出现了异常");
           e.printStackTrace();
       }
});

方法setDefaultUncaughtExceptionHandler()的作用是为指定的线程类的所有线程对象设置默认的异常处理器。

5.线程组中出现异常的处理

使用重写uncaughtException方法处理组内线程的异常时,每个线程内部不要有异常catch语句,如果有catch语句,则public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) 方法不执行。

ThreadGroup group = new ThreadGroup(""){
      @Override
      public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
             super.uncaughtException(t, e);
             //一个线程出现异常,中断组内所有线程
             this.interrupt();
      }
};

前面介绍了线程对象的异常处理,线程类的异常处理,线程组的异常处理。将它们放一起会出现什么效果呢?

示例代码:

public class MyThread{

    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("ThreadGroup"){
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                System.out.println("线程组的异常处理");
                super.uncaughtException(t, e);
            }
        };
        Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                System.out.println("线程类的异常处理");
            }
        });
        Thread thread = new Thread(threadGroup,"Thread"){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行");
                int i= 2/0;
            }
        };
        thread.setUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                System.out.println("线程对象的异常处理");
            }
        });
        thread.start();
    }

}

运行结果:

Thread执行
线程对象的异常处理

注释掉线程对象的异常处理之后,再次运行:

public class MyThread{

    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("ThreadGroup"){
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                System.out.println("线程组的异常处理");
                super.uncaughtException(t, e);
            }
        };
        Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                System.out.println("线程类的异常处理");
            }
        });
        Thread thread = new Thread(threadGroup,"Thread"){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行");
                int i= 2/0;
            }
        };
//        thread.setUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
//            @Override
//            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
//                System.out.println("线程对象的异常处理");
//            }
//        });
        thread.start();
    }

}

运行结果:

Thread执行
线程组的异常处理
线程类的异常处理

6.文末总结

本文弥补了前面几个文章的技术空白点。到此,Java多线程编程核心技术的学习告一段落。

文章来源:微信公众号 薛勤的博客

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