首页 > Java, 挨踢(IT) > Java7并发示例集102:获取和设置线程信息

Java7并发示例集102:获取和设置线程信息

2013年9月18日 发表评论 阅读评论 216 人阅读    

Thread类包含几个属性,这些属性所表示的信息能帮助我们识别线程、观察其状态、控制其优先级等。这些线程包括如下几种:

  • ID: 该属性表示每个线程的唯一标识;
  • Name: 该属性存储每个线程的名称;
  • Priority: 该属性存储每个Thread对象的优先级。线程优先级分1到10十个级别,1表示最低优先级,10表示最高优先级。并不推荐修改线程的优先级,但是如果确实有这方面的需求,也可以尝试一下。
  • Status: 该属性存储线程的状态。线程共有六种不同的状态:新建(new)、运行(runnable)、阻塞(blocked)、等待(waiting)、限时等待(time waiting)或者终止(terminated)。线程的状态必定是其中一种。

在本小节,我们将开发一个程序,程序中新建十个线程,并且设定每个线程的名称和优先级。然后执行线程,观察线程的状态信息,直到线程执行结束。再说明一点,这些线程还是计算一个数的乘法表。

知其然

按照下面所示步骤,来实现该示例:

  1. 创建一个名为 Calculator的类,实现Runnable接口。代码如下:

    public class Calculator implements Runnable {
    
  2. 声明一个私有的整形属性,名称为number,实现该类的构造函数来初始化刚刚声明的属性。代码如下:

        private int number;
    
        public Calculator(int number) {
            this.number = number;
        }
    
  3. 实现run()方法,该方法是我们创建的线程执行时运行的程序(instruction),故而该方法用于计算乘法表。具体代码如下:

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.printf("%s: %d * %d = %d\n",
                        Thread.currentThread().getName(),
                        number, i, i * number);
            }
        }
    
  4. 现在,我们来实现示例应用的主类(main class)。创建名为Main的类,在该类中添加main方法。代码如下:

    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
    
  5. 创建两个包含十个元素数组,一个是Thread类型的,一个是Thread.State类型,然后全部初始化。这两个数组,一个用于存储我们将以执行的线程,另外一个存储这些线程的状态。代码如下:

            Thread[] threads = new Thread[10];
            Thread.State[] status = new Thread.State[threads.length];
    
  6. 创建十个Calculator对象,并且使用不同的数来初始化每个对象。使用这些Calculator对象创建十个Thread对象,存储到上面的创建数组中。同时,设置这些线程的优先级,五个设置成最高优先级;五个设置成最低优先级。代码如下:

            for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                threads[i] = new Thread(new Calculator(i));
                if ((i % 2) == 0) {
                    threads[i].setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
                } else {
                    threads[i].setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
                }
                threads[i].setName("Thread-" + i);
            }
    
  7. 创建一个PrintWriter对象,用于将线程状态的变换记录到文件中。代码如下:

            try (FileWriter file = new FileWriter("D:\\thread.log");
                 PrintWriter pw = new PrintWriter(file)) {
    

    这里使用了Java7的语法,所以请将JDK升级到第七版,把编译工具设置成Java7。否则会报语法错误。

  8. 将所有线程的状态写到文件中。现在,现在的状态应该是新建(NEW)。代码如下:

                for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                    Thread thread = threads[i];
                    pw.println("Main: Status of Thread " + i +
                            " : " + threads[i].getState());
                    status[i] = threads[i].getState();
                }
    
  9. 启动所有线程。代码入下:

                for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                    threads[i].start();
                }
    
  10. 另外一方面,我们一直监控线程,直到线程执行结束。如果我们检测到线程的状态有所改变,则立即将线程状态写入到文件中。代码如下:

                boolean finish = false;
    
                while (!finish) {
                    for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                        if (threads[i].getState() != status[i]) {
                            writeThreadInfo(pw, threads[i], status[i]);
                            status[i] = threads[i].getState();
                        }
                    }
                    finish = true;
                    for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                        finish = finish
                                && (threads[i].getState() == Thread.State.TERMINATED);
                    }
                }
    
  11. 实现writeThreadInfo方法,该方法将线程的ID、名称、优先级、旧的状态、新的状态写入到文件中。代码如下:

        /**
         * 将一个线程的状态输出到一个文件中。
         *
         * @param pw     PrintWriter对象
         * @param thread 需要输出状态的线程对象
         * @param state  线程的旧状态
         */
        private static void writeThreadInfo(PrintWriter pw,
                                          Thread thread, Thread.State state) {
            pw.printf("Main : Id %d = %s\n", thread.getId(), thread.getName());
            pw.printf("Main : Priority: %d\n", thread.getPriority());
            pw.printf("Main : Old State: %s\n", state);
            pw.printf("Main : New State: %s\n", thread.getState());
            pw.printf("Main : ********************************\n");
        }
    
  12. 运行该示例,然后打开thread.log文件,查看所有线程的演化过程。

知其所以然

下面是thread.log文件的内容片段。从文件内容可以看出,高优先级的线程大致比低优先级的线程较早完成执行。另外,也可以看到每个线程的状态演化过程。

Main : ********************************
Main : Id 11 = Thread-2
Main : Priority: 10
Main : Old State: BLOCKED
Main : New State: TERMINATED
Main : ********************************
Main : Id 13 = Thread-4
Main : Priority: 10
Main : Old State: BLOCKED
Main : New State: TERMINATED
Main : ********************************
Main : Id 14 = Thread-5
Main : Priority: 1
Main : Old State: BLOCKED
Main : New State: TERMINATED
Main : ********************************

下面是控制台的输出片段。输出的是每个线程计算的乘法表,以及所有的线程计算过程。同时,从这里可以更细粒度地看到每个线程的演化过程。

Thread-8: 8 * 2 = 16
Thread-8: 8 * 3 = 24
Thread-8: 8 * 4 = 32
Thread-6: 6 * 0 = 0
Thread-6: 6 * 1 = 6
Thread-6: 6 * 2 = 12
Thread-6: 6 * 3 = 18
Thread-6: 6 * 4 = 24
Thread-6: 6 * 5 = 30
Thread-6: 6 * 6 = 36
Thread-6: 6 * 7 = 42
Thread-6: 6 * 8 = 48
Thread-6: 6 * 9 = 54
Thread-5: 5 * 0 = 0
Thread-5: 5 * 1 = 5
Thread-5: 5 * 2 = 10
Thread-5: 5 * 3 = 15
Thread-5: 5 * 4 = 20

Thread类有可以存储线程信息所需的所有属性。Java虚拟机使用线程优先级来每个时刻调度一个线程来使用CPU,并且根据线程的情况来设置其每个线程的状态。

如果没有设置线程的名称,Java虚拟机会使用这种格式来时分配一个名称,Thread-XX,其中XX是一个数字。我们不能修改线程的ID以及线程的状态。Thread类也没有实现setId()setStatus()方法,以允许做出这些修改。

永无止境

在本节,我们学习了如何使用Thread对象来访问线程信息。其实,Runnable的实现类也运行我们访问这些信息。Thread类的静态方法currentThread()可以获取正在执行的Runnable实现类的对象,进而访问线程的信息。

需要注意的是,如果尝试设置1到10以外的优先级,setPriority()会抛出名为IllegalArgumentException的异常,

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

Calculator类的完整代码

package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe2;

/**
 * Coder: D瓜哥,http://www.diguage.com/
 * Date: 2013-09-13
 * Time: 19:49
 */
public class Calculator implements Runnable {
    private int number;

    public Calculator(int number) {
        this.number = number;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.printf("%s: %d * %d = %d\n",
                    Thread.currentThread().getName(),
                    number, i, i * number);
        }
    }
}

Main类的完整代码

package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe2;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

/**
 * Coder: D瓜哥,http://www.diguage.com/
 * Date: 2013-09-13
 * Time: 19:51
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Thread[] threads = new Thread[10];
        Thread.State[] status = new Thread.State[threads.length];

        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Thread(new Calculator(i));
            if ((i % 2) == 0) {
                threads[i].setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
            } else {
                threads[i].setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
            }
            threads[i].setName("Thread-" + i);
        }

        try (FileWriter file = new FileWriter("D:\\thread.log");
             PrintWriter pw = new PrintWriter(file)) {
            for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                Thread thread = threads[i];
                pw.println("Main: Status of Thread " + i +
                        " : " + threads[i].getState());
                status[i] = threads[i].getState();
            }

            for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                threads[i].start();
            }

            boolean finish = false;

            while (!finish) {
                for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                    if (threads[i].getState() != status[i]) {
                        writeThreadInfo(pw, threads[i], status[i]);
                        status[i] = threads[i].getState();
                    }
                }
                finish = true;
                for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
                    finish = finish
                            && (threads[i].getState() == Thread.State.TERMINATED);
                }
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 将一个线程的状态输出到一个文件中。
     *
     * @param pw     PrintWriter对象
     * @param thread 需要输出状态的线程对象
     * @param state  线程的旧状态
     */
    private static void writeThreadInfo(PrintWriter pw,
                                      Thread thread, Thread.State state) {
        pw.printf("Main : Id %d = %s\n", 
                    thread.getId(), thread.getName());
        pw.printf("Main : Priority: %d\n", thread.getPriority());
        pw.printf("Main : Old State: %s\n", state);
        pw.printf("Main : New State: %s\n", thread.getState());
        pw.printf("Main : ********************************\n");
    }
}

 



作 者: D瓜哥,http://www.diguage.com/
原文链接:http://www.diguage.com/archives/44.html
版权声明:非特殊声明均为本站原创作品,转载时请注明作者和原文链接。



如果感觉这篇文章不错,请点击这里的分享按钮,分享到微博等地方去,让更多人受益!
您的支持是D瓜哥最大的写作动力!谢谢!

分类: Java, 挨踢(IT) 标签:

无觅相关文章插件,快速提升流量