Java并发编程示例(十)：线程组
对线程分组是Java并发API提供的一个有趣功能。我们可以将一组线程看成一个独立单元，并且可以随意操纵线程组中的线程对象。比如，可以控制一组线程来运行同样的任务，无需关心有多少线程还在运行，还可以使用一次中断调用中断所有线程的执行。
Java提供了ThreadGroup类来控制一个线程组。一个线程组可以通过线程对象来创建，也可以由其他线程组来创建，生成一个树形结构的线程。
根据《Effective Java》的说明，不再建议使用ThreadGroup。建议使用Executor。
——D瓜哥特此说明。
在本节，我们就使用ThreadGroup来开发一个简单的示例。我们将创建十个休眠时间不等的线程（比如模拟搜索），当其中一个完成时，中断其余线程。
知其然
按照下面所示步骤，完成示例代码。
1.创建一个名为Result的类，用于存储第一个完成任务的线程的名字。声明一个String类型的私有变量，name，同时生成Setter/Getter方法。代码如下：
public class Result {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
2.创建一个名为SearchTask的类，并实现Runnable接口。代码如下：
public class SearchTask implements Runnable {
3.声明一个Result类型的私有变量，并通过构造函数来实例化该变量。代码如下：
private Result result;
public SearchTask(Result result) {
this.result = result;
}
4.实现run()方法，在其中调用doTask()方法，来等待完成或被中断。该方法还向控制台打印信息来显示线程的开始、结束或者中断。代码如下：
@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.printf("Thread %s: Start\n", name);
try {
doTask();
result.setName(name);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.printf("Thread %s: Interrupted\n", name);
return;
}
System.out.printf("Thread %s: End\n", name);
}
5.实现doTask()方法，该方法将创建一个Random对象，然后使用该对象生成一个随机数，来调节线程休眠的时间。代码如下：
// 模拟搜索
private void doTask() throws InterruptedException {
Random random = new Random(new Date().getTime());
int value = (int) (random.nextDouble() * 100);
System.out.printf("Thread %s: %d\n",
Thread.currentThread().getName(), value);
TimeUnit.SECONDS.sleep(value);
}
6.创建示例程序的主类，Main，并实现main()方法。代码如下：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
7.创建一个名称为Searcher的ThreadGroup对象。代码如下：
ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("Searcher");
8.然后，创建一个Result对象和SearchTask对象。代码如下：
Result result = new Result();
SearchTask searchTask = new SearchTask(result);
9.SearchTask对象使用创建十个Thread对象，并且创建Thread对象时，将ThreadGroup对象作为第一个参数，传递给Thread类的构造函数。代码如下：
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread thread = new Thread(threadGroup, searchTask);
thread.start();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
10.使用list()方法将ThreadGroup对象的信息打印出来。代码如下：
System.out.printf("Number of Threads: %d\n", threadGroup.activeCount());
System.out.println("Information about the Thread Group");
threadGroup.list();
11.使用activeCount()和enumerate()来获取ThreadGroup对象中的活跃线程数并将其复制到一个线程数组中。使用get*()方法，获取线程的名称和状态。代码如下：
Thread[] threads = new Thread[threadGroup.activeCount()];
threadGroup.enumerate(threads);
for (int i = 0; i < threadGroup.activeCount(); i++) {
System.out.printf("Thread %s: %s\n", threads[i].getName(),
threads[i].getState());
}
12.调用waitFinish()方法，等待ThreadGroup对象中的其中一个线程完成任务。稍后实现该方法。代码如下：
waitFinish(threadGroup);
13.使用interrupt()方法，中断线程组中其他线程。代码如下：
threadGroup.interrupt();
14.实现waitFinish()方法，使用activeCount()方法控制线程的执行结果。代码如下：
// 等待任务完成
private static void waitFinish(ThreadGroup threadGroup) {
while (threadGroup.activeCount() > 9) {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
15.运行程序，查看执行效果。
知其所以然
下面是程序执行的结果。你将看到list()方法的输出，各个线程的状态等。
Thread Thread-0: Start
Thread Thread-0: 52
Thread Thread-1: Start
Thread Thread-1: 41
Thread Thread-2: Start
Thread Thread-2: 69
Thread Thread-3: Start
Thread Thread-3: 60
Thread Thread-4: Start
Thread Thread-4: 88
Number of Threads: 5
Information about the Thread Group
java.lang.ThreadGroup[name=Searcher,maxpri=10]
Thread[Thread-0,5,Searcher]
Thread[Thread-1,5,Searcher]
Thread[Thread-2,5,Searcher]
Thread[Thread-3,5,Searcher]
Thread[Thread-4,5,Searcher]
Thread Thread-0: TIMED_WAITING
Thread Thread-1: TIMED_WAITING
Thread Thread-2: TIMED_WAITING
Thread Thread-3: TIMED_WAITING
Thread Thread-4: TIMED_WAITING
Thread Thread-1: Interrupted
Thread Thread-4: Interrupted
Thread Thread-2: Interrupted
Thread Thread-0: Interrupted
Thread Thread-3: Interrupted
ThreadGroup类保存着众多Thread对象以及关联的ThreadGroup对象。可以通过调用该类的方法，访问线程的信息，还可以对其进行各种操作，比如中断等。
永无止境
ThreadGroup类还有好多方法。请翻阅API文档，查看完整的方法说明。
拿来主义
本文是从 《Java 7 Concurrency Cookbook》 （D瓜哥窃译为 《Java7并发示例集》 ）翻译而来，仅作为学习资料使用。没有授权，不得用于任何商业行为。
小有所成
下面是本节示例所用的代码的完整版。
Result类的完整代码：
package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe10;
/**
* 存储查询结果
* Date: 2013-09-30
* Time: 00:45
*/
public class Result {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
SearchTask类的完整代码
package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe10;
import java.util.Date;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 模拟搜索类
* Date: 2013-10-02
* Time: 22:38
*/
public class SearchTask implements Runnable {
private Result result;
public SearchTask(Result result) {
this.result = result;
}
@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.printf("Thread %s: Start\n", name);
try {
doTask();
result.setName(name);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.printf("Thread %s: Interrupted\n", name);
return;
}
System.out.printf("Thread %s: End\n", name);
}
// 模拟搜索
private void doTask() throws InterruptedException {
Random random = new Random(new Date().getTime());
int value = (int) (random.nextDouble() * 100);
System.out.printf("Thread %s: %d\n",
Thread.currentThread().getName(), value);
TimeUnit.SECONDS.sleep(value);
}
}
Main类的完整代码：
package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe10;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 线程组示例主类
* Date: 2013-10-02
* Time: 22:45
*/
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("Searcher");
Result result = new Result();
SearchTask searchTask = new SearchTask(result);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread thread = new Thread(threadGroup, searchTask);
thread.start();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.printf("Number of Threads: %d\n", threadGroup.activeCount());
System.out.println("Information about the Thread Group");
threadGroup.list();
Thread[] threads = new Thread[threadGroup.activeCount()];
threadGroup.enumerate(threads);
for (int i = 0; i < threadGroup.activeCount(); i++) {
System.out.printf("Thread %s: %s\n", threads[i].getName(),
threads[i].getState());
}
waitFinish(threadGroup);
threadGroup.interrupt();
}
// 等待任务完成
private static void waitFinish(ThreadGroup threadGroup) {
while (threadGroup.activeCount() > 9) {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}