线程管理(二)获取和设置线程信息

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第一章, 作者: Javier Fernández González 译者:郑玉婷 校对:欧振聪

获取和设置线程信息

Thread类的对象中保存了一些属性信息能够帮助我们来辨别每一个线程,知道它的状态,调整控制其优先级。 这些属性是:

  • ID: 每个线程的独特标识。
  • Name: 线程的名称。
  • Priority: 线程对象的优先级。优先级别在1-10之间,1是最低级,10是最高级。不建议改变它们的优先级,但是你想的话也是可以的。
  • Status: 线程的状态。在Java中,线程只能有这6种中的一种状态: new, runnable, blocked, waiting, time waiting, 或 terminated.

在这个指南里,我们将开发一个为10个线程设置名字和优先级的程序,然后展示它们的状态信息直到线程结束。这些线程会计算数字乘法表。

准备

指南中的例子是使用Eclipse IDE 来实现的。如果你使用Eclipse 或者其他的IDE,例如NetBeans, 打开并创建一个新的java项目。

怎么做呢

按照这些步骤来实现下面的例子:

1.   创建一个类名为 Calculator,这个类一定要实现Runnable接口。

public class Calculator implements Runnable {

2.   声明一个名为number的private int为属性,然后实现类的构造函数并初始化其值。

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

3.   实现方法run()。此方法是给我们创建的线程执行下达指令的,所以这个方法将计算并且打印数字乘法表。

@Override
public void run() {
for (int i=1; i<=10; i++){
   System.out.printf("%s: %d * %d = %d\n",Thread. currentThread().getName(),number,i,i*number);
}
}

4.   现在, 实现应用的主类。创建一个名为Main的类,并包含 main() 方法.

public class Main {
public static void main(String[] args) {

5.  创建一个大小为10的Thread类的数组和一个大小为10的Thread.State数组来保存将要执行的线程和它们的状态。

Thread threads[]=new Thread[10];
Thread.State status[]=new Thread.State[10];

6.    创建10个Calculator类的对象,每个初始为不同的数字,然后分别用10个线程来运行它们。把其中5个的优先值设为最高,把另外5个的优先值为最低。

for (int i=0; i<10; 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对象用于把线程状态的改变写入文档。

try (FileWriter file = new FileWriter(".\\data\\log.txt"); PrintWriter pw = new PrintWriter(file);){

8.   把10个线程的状态写入文档。现在,它成为NEW.

for (int i=0; i<10; i++){
   pw.println("Main : Status of Thread "+i+" : " +threads[i].getState());
   status[i]=threads[i].getState();
}

9.   开始执行这10个线程.

for (int i=0; i<10; i++){
   threads[i].start();
}

10. 直到这10个线程执行结束,我们会一直检查它们的状态。如果发现它的状态改变,就把状态记入文本。

boolean finish=false;
while (!finish) {
   for (int i=0; i<10; 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<10; i++){
      finish=finish && (threads[i].getState()==State.TERMINATED);
   }
}

11. 实现一个方法 writeThreadInfo(),这个方法写线程的 ID, name, priority, old status, 和 new status。

private static void writeThreadInfo(PrintWriter pw, 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. 运行这个例子,然后打开 log.txt 文档并查看10个线程的状态变化。

它是如何工作的

接下来是程序在执行的log.txt文本的一些行的裁图。在这个文本中,可以发现有高优先级的线程们比低优先级的先结束。还可以发现线程状态的演变过程。
1-2

程序的控制台显示的是线程计算的乘法表,而log.txt文本记录的是不同线程的状态演变。这样子,可以更好的观察线程的演变过程。

Thread 类有能保存使用线程信息的属性。JVM根据线程的优先级来选择将使用CPU的线程,然后再根据每个线程的情况来实现它们的状态。

如果你没有声明一个线程的名字,那么JVM会自动命名它为:Thread-XX,XX是一个数字。线程的ID或者状态是不可修改的。Thread类没有实现setId()和setStatus()方法来允许修改它们。

更多

在这个指南中,你学习了如何使用Thread对象来访问线程的属性信息。你也可以实现Runnable接口来访问这些信息。你可以用Thread类的静态方法currentThread()来访问正在运行的Runnable 对象的 Thread对象。

你必须知道 setPriority() 方法会抛出 IllegalArgumentException 异常,如果你设置的优先级不是在1-10之间。

参见

  • 第一章,线程管理:线程的中断

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  • 评论 (23)
    • Snway
    • 2013/08/07 9:25上午

    辛苦了哈!不过截图有点小,在插入图片的时候,可以选择完整尺寸大小。

    • lovely
    • 2013/08/19 4:11下午

    while循环结束以后要调用file.close()关闭文件,要不然文件为空。

    “它是如何工作的”后面的演示图片看不到。

    • mason
    • 2013/11/14 9:05上午

    关于10-12“finish=finish && (threads[i].getState()==State.TERMINATED);”
    如果最后一个序号的线程先行结束,整个while循环应该就结束了,如何保证可以打印出未结束的线程状态。

      • 匿名
      • 2013/11/15 5:06上午

      恩,没错,是有几率发生。改用status[i] 能解决这个问题。
      for( int i=0; i<10; i++)
      {
      finish = finish && (status[i]==State.TERMINATED);
      }

      —-
      玉婷。

        • mason
        • 2013/11/15 9:08上午

        for (int i=0; i<10; i++){
        finish=finish && (threads[i].getState()==State.TERMINATED);

        }

        • mason
        • 2013/11/15 9:11上午

        这样可以解决问题:

        for (int i=0; i<10; i++){
        finish=finish && (threads[i].getState()==State.TERMINATED);
        if(finish == false){
        break;
        }
        }

          • 匿名
          • 2013/11/16 7:21上午

          你这样做无任何意义。。。
          不会解决你提出的问题的。
          你只是让主线程可以更快的跳出这个FOR 循环而已。

          —-
          玉婷。

          • 匿名
          • 2013/11/16 7:31上午

          把 threads[i].getState() 改成 status[i] 能解决这个问题是因为,

          threads[i].getState() 拿到是当前的线程状态。
          而 status 里存的是旧的线程状态。

          这样,如果最后一个序号的线程先行结束,由于旧的status里面的值还未改变,整个while循环也不会结束。还会再进行一次打印。

            • mason
            • 2013/11/17 10:40下午

            这段程序中while循环中有两个for循环,如果第一个for循环在完成第一个循环后第9个线程结束,其他0-8都没结束,那接下来会发生什么?

      • 匿名
      • 2013/11/18 2:34上午

      你觉得呢?
      第一个for loop 是为了检查线程的状态是否改变并打印;第二个是为了检查所有线程都是否terminated。

        • mason
        • 2013/11/18 11:40上午

        嗯,明白了,原先没仔细看第二个循环,这边正好符合F∧P=F,所以只要有现成没结束就会一直循环。

    • yy
    • 2013/12/13 4:18下午

    7-1 try (FileWriter file = new FileWriter(“.\\data\\log.txt”); PrintWriter pw = new PrintWriter(file);){
    是java7 下的写法,我在 java6 运行 需要改动这里:

    PrintWriter pw=null;
    try{
    FileWriter file = new FileWriter(“.\\data\\log.txt”);
    pw = new PrintWriter(file);

    catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
    } finally {
    pw.close();
    }

  1. finish=finish && (threads[i].getState()==State.TERMINATED);
    请问这句是什么意思,for循环里面也可以这么写吗,这什么语法?

      • wussrc
      • 2016/11/23 5:54下午

      基础语法,就好像while(true)这样的,finish在此处是boolean类型。使用&&这个运算符,这个运算符也会返回一个boolean,运算符两边都为true返回true,否则返回false。
      那么在这里finish && (threads[i].getState()==State.TERMINATED)这句代码的意思就是如果finish为true,并且threads[i].getState()==State.TERMINATED也为true的时候就返回true,否则就返回false。仅此而已

    • 每天打老虎
    • 2014/06/09 2:46下午

    这个程序写的确实有问题。楼上的楼上有个匿名的回答是正确的,即:JVM不保证任何线程的执行顺序 。所以 带break 的是非常有意义的。 后面的线程状态会覆盖前面的状态,所以你这个只能取到最后一个线程的状态。基本上无意义。匿名的回答的意思是:只有有任何一个线程没有结束,这个循环就不能中纸。

  2. PrintWriter pw = new PrintWriter(file)要改成
    PrintWriter pw = new PrintWriter(file,true)
    不然后面的内容都覆盖了。

    • 匿名
    • 2014/09/19 7:05下午

    如果调用start方法之后,没有修改status数组的状态,那么下面所做的所有操作都是无意义的。

    • fangqiang08
    • 2014/09/29 10:48上午

    确实应该把 finish=finish && (threads[i].getState()==State.TERMINATED); 中的 threads[i].getState 换为 status[i], 否则有线程的结束信息没有被打印出来!

    • wangwei0537
    • 2015/05/27 10:43上午

    这一小节提供的源码是不是有问题,有网友称在java7下编译可以通过,我就在java7下编译的,try (FileWriter file = new FileWriter(“.\\data\\log.txt”);PrintWriter pw = new PrintWriter(file);)这段直接报错,修改了一下代码发现线程的演变过程是这样的Main : Id 8 – Thread 0
    Main : Priority: 10
    Main : Old State: NEW
    Main : New State: BLOCKED
    Main : ************************************
    Main : Id 9 – Thread 1
    Main : Priority: 1
    Main : Old State: NEW
    Main : New State: RUNNABLE
    Main : ************************************
    Main : Id 10 – Thread 2
    Main : Priority: 10
    Main : Old State: NEW
    Main : New State: BLOCKED
    Main : ************************************
    Main : Id 11 – Thread 3
    Main : Priority: 1
    Main : Old State: NEW
    Main : New State: RUNNABLE
    Main : ************************************

    • wangwei0537
    • 2015/05/27 10:54上午

    这个跟文中得出的结论:有高优先级的线程们比低优先级的先结束。我得出的不是这个呀! for (int i=0; i<10; i++){finish=finish &&(threads[i].getState()==State.TERMINATED);} 这段代码里finish=finish 如何理解,有相关的技术群可以加吗? 哪位好心的朋友可以回答我的问题,非常感谢!!!!

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