Java 程序中的多线程（四）

核心提示：作者： Neel V. Kumar java 编程语言中的高级多线程支持 线程组 线程是被个别创建的，但可以将它们归类到线程组中，Java 程序中的多线程（四），以便于调试和监视，只能在创建线程的同时将它与一个线程组相关联， 调试大量的线程 有时一个程序因为有大量的线程在运行而极难调试，在这种情况下，在使用大量线程的程

　　作者： Neel V. Kumar
　　java 编程语言中的高级多线程支持
　　线程组
　　线程是被个别创建的，但可以将它们归类到线程组中，以便于调试和监视。只能在创建线程的同时将它与一个线程组相关联。在使用大量线程的程序中，使用线程组组织线程可能很有帮助。可以将它们看作是计算机上的目录和文件结构。
　　线程间发信 当线程在继续执行前需要等待一个条件时，仅有 synchronized 要害字是不够的。虽然 synchronized 要害字阻止并发更新一个对象，但它没有实现线程间发信。Object 类为此提供了三个函数：wait()、notify() 和 notifyAll()。以全球气候猜测程序为例。这些程序通过将地球分为许多单元，在每个循环中，每个单元的计算都是隔离进行的，直到这些值趋于稳定，然后相邻单元之间就会交换一些数据。所以，从本质上讲，在每个循环中各个线程都必须等待所有线程完成各自的任务以后才能进入下一个循环。这个模型称为屏蔽同步，下例说明了这个模型：
　　屏蔽同步 public class BSync {
　　int totalThreads;
　　int currentThreads;
　　public BSync(int x) {
　　totalThreads = x;
　　currentThreads = 0;
　　}
　　public synchronized void waitForAll() {
　　currentThreads++;
　　if(currentThreads < totalThreads) {
　　try {
　　wait();
　　} catch (Exception e) {}
　　}
　　else {
　　currentThreads = 0;
　　notifyAll();
　　}
　　}
　　}
　　当对一个线程调用 wait() 时，该线程就被有效阻塞，只到另一个线程对同一个对象调用 notify() 或 notifyAll() 为止。因此，在前一个示例中，不同的线程在完成它们的工作以后将调用 waitForAll() 函数，最后一个线程将触发 notifyAll() 函数，该函数将释放所有的线程。第三个函数 notify() 只通知一个正在等待的线程，当对每次只能由一个线程使用的资源进行访问限制时，这个函数很有用。但是，不可能预知哪个线程会获得这个通知，因为这取决于 Java 虚拟机 (JVM) 调度算法。
　　将 CPU 让给另一个线程
　　当线程放弃某个稀有的资源（如数据库连接或网络端口）时，它可能调用 yield() 函数临时降低自己的优先级，以便某个其他线程能够运行。
　　守护线程
　　有两类线程：用户线程和守护线程。用户线程是那些完成有用工作的线程。守护线程是那些仅提供辅助功能的线程。Thread 类提供了 setDaemon() 函数。Java 程序将运行到所有用户线程终止，然后它将破坏所有的守护线程。在 Java 虚拟机 (JVM) 中，即使在 main 结束以后，假如另一个用户线程仍在运行，则程序仍然可以继续运行。
　　避免不提倡使用的方法
　　不提倡使用的方法是为支持向后兼容性而保留的那些方法，它们在以后的版本中可能出现，也可能不出现。Java 多线程支持在版本 1.1 和版本 1.2 中做了重大修订，stop()、suspend() 和 resume() 函数已不提倡使用。这些函数在 JVM 中可能引入微妙的错误。虽然函数名可能听起来很诱人，但请抵制诱惑不要使用它们。
　　调试线程化的程序
　　在线程化的程序中，可能发生的某些常见而讨厌的情况是死锁、活锁、内存损坏和资源耗尽。
　　死锁
　　死锁可能是多线程程序最常见的问题。当一个线程需要一个资源而另一个线程持有该资源的锁时，就会发生死锁。这种情况通常很难检测。但是，解决方案却相当好：在所有的线程中按相同的次序获取所有资源锁。例如，假如有四个资源 —A、B、C 和 D — 并且一个线程可能要获取四个资源中任何一个资源的锁，则请确保在获取对 B 的锁之前首先获取对 A 的锁，依此类推。假如“线程 1”希望获取对 B 和 C 的锁，而“线程 2”获取了 A、C 和 D 的锁，则这一技术可能导致阻塞，但它永远不会在这四个锁上造成死锁。
　　活锁
　　当一个线程忙于接受新任务以致它永远没有机会完成任何任务时，就会发生活锁。这个线程最终将超出缓冲区并导致程序崩溃。试想一个秘书需要录入一封信，但她一直在忙于接电话，所以这封信永远不会被录入。
　　内存损坏
　　假如明智地使用 synchronized 要害字，则完全可以避免内存错误这种气死人的问题。
　　资源耗尽
　　某些系统资源是有限的，如文件描述符。多线程程序可能耗尽资源，因为每个线程都可能希望有一个这样的资源。假如线程数相当大，或者某个资源的侯选线程数远远超过了可用的资源数，则最好使用资源池。一个最好的示例是数据库连接池。只要线程需要使用一个数据库连接，它就从池中取出一个，使用以后再将它返回池中。资源池也称为资源库。
　　调试大量的线程
　　有时一个程序因为有大量的线程在运行而极难调试。在这种情况下，下面的这个类可能会派上用场： public class PRobe extends Thread {
　　public Probe() {}
　　public void run() {
　　while(true) {
　　Thread[] x = new Thread[100];
　　Thread.enumerate(x);
　　for(int i=0; i<100; i++) {
　　Thread t = x[i];
　　if(t == null)
　　break;
　　else
　　System.out.println(t.getName() + \"\t\" + t.getPriority()
　　+ \"\t\" + t.isAlive() + \"\t\" + t.isDaemon());
　　}
　　}
　　}
　　}
　　限制线程优先级和调度
　　Java 线程模型涉及可以动态更改的线程优先级。