使用ThreadGroup模拟线程池

参考文章：

[1]创建线程池 http://sunnylocus.iteye.com/blog/223327?page=2#comments

[2]线程组ThreadGroup  http://hubingforever.blog.163.com/blog/static/1710405792010913191791/

一、为什么要用线程池:

1）减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务

2）可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)

二、ThreadGroup类介绍

1.概括：

1）ThreadGroup线程组表示一个线程的集合。

2）此外，线程组也可以包含其他线程组。

3）线程组构成一棵树，在树中，除了初始线程组外，每个线程组都有一个父线程组。

4）允许线程访问有关自己的线程组的信息，但是不允许它访问有关其线程组的父线程组或其他任何线程组的信息。

2.在Java中每个线程都属于某个线程组(ThreadGroup)。

例如，如果在main()中产生一个线程，则这个线程属于main线程组(其名字为"main")管理的一员，您可以使用下面的指令来获得目前线程所属的线程组名称：

Thread.currentThread().getThreadGroup().getName();  

3.每一个线程产生时，都会被归入某个线程组，视线程是在哪个线程组中产生而定。如果没有指定，则归入产生该子线程的线程所在的线程组中。

您也可以自行指定线程组，线程一旦归入某个组，就无法更换组。

java.lang.ThreadGroup类正如其名，可以统一管理整个线程组中的线程，您可以使用以下方式来产生线程组，而且一并指定其线程组：

ThreadGroup threadGroup1 = newThreadGroup("group1");  

ThreadGroup threadGroup2 = newThreadGroup("group2");  

Thread thread1 =new Thread(threadGroup1,"group1's member");  

Thread thread2 =new Thread(threadGroup2,"group2's member");  

4.ThreadGroup中的某些方法，可以对所有的线程产生作用，例如interrupt()方法可以interrupt线程组中所有的线程，

setMaxPriority()方法可以设置线程组中线程所能拥有的最高优先权(本来就拥有更高优先权的线程不受影响)。

5.如果您想要一次获得线程组中所有的线程来进行某种操作，可以使用enumerate()方法，例如：

Thread[] threads = newThread[threadGroup1.activeCount()];  

threadGroup1.enumerate(threads); 

activeCount()方法获得线程组中正在运行的线程数量，enumerate()方法要传入一个Thread数组，

它将线程对象设置到每个数组字段中，然后就可以通过数组索引来操作这些线程。

6.ThreadGroup中有一个uncaughtException()方法。当线程组中某个线程发生Unchecked exception异常时，由执行环境调用此方法进行相关处理，如果有必要，您可以重新定义此方法。

7.构造方法

public ThreadGroup(String name)
    构造一个新线程组。新线程组的父线程组是目前正在运行线程的线程组。  不使用任何参数调用父线程组的 checkAccess 方法；这可能导致一个安全性异常。

参数：

name - 新线程组的名称。

抛出：

SecurityException - 如果当前线程不能在指定的线程组中创建线程。

public ThreadGroup(ThreadGroupparent,String name)

创建一个新线程组。新线程组的父线程组是指定的线程组。

不使用任何参数调用父线程组的 checkAccess 方法；这可能导致一个安全性异常。

参数：

parent - 父线程组。

name - 新线程组的名称。

抛出：

NullPointerException - 如果线程组参数为 null。

SecurityException - 如果当前线程不能在指定的线程组中创建线程。

三、线程池类模拟代码：

package com.tdt.impl.ls;    

import java.util.LinkedList;    

/**
 * @project LocationGateway
 * @author sunnylocus
 * @verson 1.0.0
 * @date   Aug 2, 2008
 * @jdk    1.4.2
 */
public class ThreadPool extends ThreadGroup {
    private boolean isClosed = false;  //线程池是否关闭
    private LinkedList workQueue;      //工作队列
    private static int threadPoolID = 1;  //线程池的id
    public ThreadPool(int poolSize) {  //poolSize 表示线程池中的工作线程的数量    

        super(threadPoolID + "");      //指定ThreadGroup的名称
        setDaemon(true);               //继承到的方法，设置是否守护线程池
        workQueue = new LinkedList();  //创建工作队列
        for(int i = 0; i < poolSize; i++) {
            new WorkThread(i).start();   //创建并启动工作线程,线程池数量是多少就创建多少个工作线程
        }
    }    

    /** 向工作队列中加入一个新任务,由工作线程去执行该任务*/
    public synchronized void execute(Runnable task) {
        if(isClosed) {
            throw new IllegalStateException();
        }
        if(task != null) {
            workQueue.add(task);//向队列中加入一个任务
            notify();           //唤醒一个正在getTask()方法中待任务的工作线程
        }
    }    

    /** 从工作队列中取出一个任务,工作线程会调用此方法*/
    private synchronized Runnable getTask(int threadid) throws InterruptedException {
        while(workQueue.size() == 0) {
            if(isClosed) return null;
            System.out.println("工作线程"+threadid+"等待任务...");
            wait();             //如果工作队列中没有任务,就等待任务
        }
        System.out.println("工作线程"+threadid+"开始执行任务...");
        return (Runnable) workQueue.removeFirst(); //反回队列中第一个元素,并从队列中删除
    }    

    /** 关闭线程池 */
    public synchronized void closePool() {
        if(! isClosed) {
            waitFinish();        //等待工作线程执行完毕
            isClosed = true;
            workQueue.clear();  //清空工作队列
            interrupt();        //中断线程池中的所有的工作线程,此方法继承自ThreadGroup类
        }
    }    

    /** 等待工作线程把所有任务执行完毕*/
    public void waitFinish() {
        synchronized (this) {
            isClosed = true;
            notifyAll();            //唤醒所有还在getTask()方法中等待任务的工作线程
        }
        Thread[] threads = new Thread[activeCount()];
        int count = enumerate(threads);
        for(int i =0; i < count; i++) { //等待所有工作线程结束
            try {
                threads[i].join();  //等待工作线程结束
            }catch(InterruptedException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }    

    /**
     * 内部类,工作线程,负责从工作队列中取出任务,并执行
     * @author sunnylocus
     */
    private class WorkThread extends Thread {
        private int id;
        public WorkThread(int id) {
            //父类构造方法,将线程加入到当前ThreadPool线程组中
            super(ThreadPool.this,id+"");
            this.id =id;
        }
        public void run() {
            while(! isInterrupted()) {  //isInterrupted()方法继承自Thread类，判断线程是否被中断
                Runnable task = null;
                try {
                    task = getTask(id);     //取出任务
                }catch(InterruptedException ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
                //如果getTask()返回null或者线程执行getTask()时被中断，则结束此线程
                if(task == null) return;    

                try {
                    task.run();  //运行任务
                }catch(Throwable t) {
                    t.printStackTrace();
                }
            }//  end while
        }//  end run
    }// end workThread
}