（三）线程组和线程优先级
- 3.1 线程组（ThreadGroup）
- 3.2 线程的优先级
- 01、Thread 的优先级
- 02、ThreadGroup 和 Thread 优先级不一致问题
- 3.3 守护线程（Daemon）
- 3.4 线程组的常用方法
- 3.5 线程组的数据结构
3.1 线程组（ThreadGroup）
Java 中用 ThreadGroup 来表示线程组，我们可以使用线程组对线程进行批量控制。
ThreadGroup 和 Thread 的关系就像他们的名字一样：每个 Thread 必然存在于一个 ThreadGroup 中，Thread 不能独立位于 ThreadGroup 存在。执行 main() 方法线程的名字是 main，如果在 new Thread() 时没有显式指定，那么默认将父线程（当前执行 new Thread() 的线程）的线程组设置为自己的线程组。
来看个例子：
/**
* 线程组测试
*
* @author qiaohaojie
* @date 2023/7/3 14:45
*/
public class ThreadGroupTest {
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(() -> {
System.out.println("testThread 当前线程组名字：" + Thread.currentThread().getThreadGroup().getName()); // testThread 当前线程组名字：main
System.out.println("testThread 线程名字：" + Thread.currentThread().getName()); // testThread 线程名字：Thread-0
});
thread1.start();
System.out.println("执行main所在线程的线程组名字：" + Thread.currentThread().getThreadGroup().getName()); // 执行main所在线程的线程组名字：main
System.out.println("执行main方法的线程名字：" + Thread.currentThread().getName()); // 执行main方法的线程名字：main
}
}
运行结果：
由执行结果可知，执行的顺序是：先执行线程组，再执行线程。也就是说，ThreadGroup 管理着它下面的 Thread，ThreadGroup 是一个标准的向下引用的树状结构，这样设计的原因是防止上级线程被下级线程引用而无法有效地被 GC 回收。
3.2 线程的优先级
01、Thread 的优先级
Java 中线程的优先级可以指定，范围是 1~10。但是并不是所有的操作系统都支持 10 级优先级的划分（比如有些操作系统只支持 3 级划分：低，中，高），Java 只是给操作系统一个优先级的参考值，线程最终在操作系统的优先级是多少还是由操作系统决定。
Java 默认的线程优先级为 5，线程的执行顺序由调度程序来决定，线程的优先级会在线程被调用之前设定。
通常情况下，高优先级的线程将会比低优先级的线程有更高的几率得到执行。使用方法 Thread 类的 setPriority() 实例方法来设定线程的优先级。
来看例子：
/**
* 线程组测试
*
* @author qiaohaojie
* @date 2023/7/3 14:45
*/
public class ThreadGroupTest {
public static void main(String[] args) {
/**
* 线程的优先级
*/
Thread threadA = new Thread();
System.out.println("默认线程优先级：" + threadA.getPriority()); // 默认线程优先级：5
Thread threadB = new Thread();
threadB.setPriority(10);
System.out.println("设置过线程优先级后：" + threadB.getPriority()); // 设置过线程优先级后：10
}
}
既然有 1~10 的级别来设定线程的优先级，那么是不是就可以在业务实现的时候采用这种方法来指定一些线程执行的先后顺序呢？
答案是：不可以！
其实，Java 中的优先级并不是特别的可靠，Java 程序中对线程所设置的优先级只是给操作系统的一个建议，操作系统也并不一定会采纳。而真正的调用顺序是由操作系统的线程调度算法决定的。
通过代码验证一下：
/**
* 线程组测试
*
* @author qiaohaojie
* @date 2023/7/3 14:45
*/
public class ThreadGroupTest {
public static void main(String[] args) {
IntStream.range(1, 10).forEach(i -> {
Thread thread = new Thread(new Test());
thread.setPriority(i);
thread.start();
});
}
public static class Test extends Thread {
@Override
public void run() {
super.run();
System.out.println(String.format("当前执行的线程是：%s，优先级是：%d",
Thread.currentThread().getName(), Thread.currentThread().getPriority()));
}
}
}
某次运行结果（操作系统线程调度机制决定运行结果，有多种情况）：
Java 提供一个线程调度器来监视和控制处于 RUNNABLE 状态的线程。线程的调度策略采用抢占式，优先级高的线程比优先级低的线程会有更大的几率优先执行。在优先级相同的情况下，按照 “先到先得” 的原则，每个 Java 程序都有一个默认的主线程，就是通过 JVM 启动的第一个线程 main 线程。
02、ThreadGroup 和 Thread 优先级不一致问题
我们都知道，一个线程必然存在于一个线程组中，那么当线程和线程组的优先级不一致时会怎么呢？
上代码：
/**
* 线程组测试
*
* @author qiaohaojie
* @date 2023/7/3 14:45
*/
public class ThreadGroupTest {
public static void main(String[] args) {
/**
* 线程组的优先级
*/
ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("t1");
threadGroup.setMaxPriority(6);
Thread thread = new Thread(threadGroup, "thread");
thread.setPriority(9);
// 如果某个线程的优先级大于线程所在线程组的最大优先级，那么该线程的优先级将会失效，取而代之的是线程组的最大优先级
System.out.println("线程组的优先级：" + threadGroup.getMaxPriority()); // 线程组的优先级：6
System.out.println("线程的优先级：" + thread.getPriority()); // 线程的优先级：6
}
}
由此可见，如果某个线程的优先级大于线程所在线程组的最大优先级，那么该线程的优先级将会失效，取而代之的是线程组的最大优先级。
3.3 守护线程（Daemon）
守护线程是一种支持型线程，它主要被用作后台调度以及支持性工作。守护线程默认的优先级比较低。如果某线程是守护线程，如果所有的非守护线程都结束了，这个守护线程也会自动结束（当一个 Java 虚拟机中不存在非守护线程的时候，Java 虚拟机将会退出）。
一个线程默认是非守护线程，可以通过 Thread 类的 setDaemon(true) 方法来设置，Daemon 属性需要在启动线程之前设置，不能在启动之后设置。
看例子：
/**
* 线程组测试
*
* @author qiaohaojie
* @date 2023/7/3 14:45
*/
public class ThreadGroupTest {
public static void main(String[] args) {
/**
* 守护线程
*/
Thread daemonThread = new Thread(new DaemonThread(), "daemonThread");
daemonThread.setDaemon(true);
daemonThread.start();
}
public static class DaemonThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("DaemonThread finally run.");
}
}
}
}
可以看到终端或命令提示符界面没有任何输出，main 线程（非守护线程）在启动了 DaemonThread 线程之后随着 main 方法的执行结束而终止了，而此时 Java 虚拟机中已经没有非守护线程了，所以 Java 虚拟机需要退出，同时 Java 虚拟机中所有的线程都要立即终止，因此 DaemonThread 守护线程直接终止，finally 代码块中的语句并没有执行。
注意：在构建守护线程时，不能依靠 finally 块中的内容来确保执行关闭或清理资源的逻辑。
结论：
如果某线程是守护线程，那当其他所有的非守护线程都结束了，这个守护线程也会自动结束。
应用场景是：当所有非守护线程结束时，其余的子线程（守护线程）自动关闭，就免去了还要继续关闭子线程的麻烦。
3.4 线程组的常用方法
-
获取当前线程组的名字
// 1. 获取当前线程组的名字 Thread.currentThread().getThreadGroup().getName(); -
复制线程组
// 2. 获取当前的线程组 ThreadGroup threadGroup1 = Thread.currentThread().getThreadGroup(); // 3. 复制一个线程组到一个线程数组（获取thread信息） Thread[] threads = new Thread[threadGroup1.activeCount()]; threadGroup1.enumerate(threads); -
线程组统一异常处理
// 4. 线程组统一异常处理 ThreadGroup threadGroup2 = new ThreadGroup("group1") { // 继承ThreadGroup并重新定义以下方法 // 在线程成员抛出unchecked exception会执行此方法 public void unCaughtException(Thread t, Throwable e) { System.out.println(t.getName() + ":" + e.getMessage()); } }; // 这个线程是threadGroup2的一员 Thread thread2 = new Thread(threadGroup2, new Runnable() { @Override public void run() { // 抛出异常 throw new RuntimeException("测试异常"); } }); thread2.start();运行结果：
3.5 线程组的数据结构
线程组还可以包含其他的线程组，不仅仅是线程。
先来看看 ThreadGroup 源码中的成员变量：
public class ThreadGroup implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
private final ThreadGroup parent; // 父亲ThreadGroup
String name; // ThreadGroupr 的名称
int maxPriority; // 线程最大优先级
boolean destroyed; // 是否被销毁
boolean daemon; // 是否守护线程
boolean vmAllowSuspension; // 是否可以中断
int nUnstartedThreads = 0; // 还未启动的线程
int nthreads; // ThreadGroup中线程数目
Thread threads[]; // ThreadGroup中的线程
int ngroups; // 线程组数目
ThreadGroup groups[]; // 线程组数组
}
再来看构造函数：
// 私有构造函数
private ThreadGroup() {
this.name = "system";
this.maxPriority = Thread.MAX_PRIORITY;
this.parent = null;
}
// 默认是以当前ThreadGroup传入作为parent ThreadGroup，新线程组的父线程组是目前正在运行线程的线程组。
public ThreadGroup(String name) {
this(Thread.currentThread().getThreadGroup(), name);
}
// 构造函数
public ThreadGroup(ThreadGroup parent, String name) {
this(checkParentAccess(parent), parent, name);
}
// 私有构造函数，主要的构造函数
private ThreadGroup(Void unused, ThreadGroup parent, String name) {
this.name = name;
this.maxPriority = parent.maxPriority;
this.daemon = parent.daemon;
this.vmAllowSuspension = parent.vmAllowSuspension;
this.parent = parent;
parent.add(this);
}
第三个构造函数调用了 checkParentAccess() 方法：
// 检查parent ThreadGroup
private static Void checkParentAccess(ThreadGroup parent) {
parent.checkAccess();
return null;
}
// 判断当前运行的线程是否具有修改线程组的权限
public final void checkAccess() {
SecurityManager security = System.getSecurityManager();
if (security != null) {
security.checkAccess(this);
}
}
这里还涉及到 SecurityManager 类，它是 Java 的安全管理器，它允许应用程序在执行一个可能不安全或敏感的操作前确定该操作是什么，以及是否是在允许执行该操作的安全上下文中执行它。应用程序可以允许或不允许该操作。比如：引入了第三方类库，但是并不能保证它的安全性。
其实 Thread 类也有一个 checkAccess() 方法，不过是用来当前运行的线程是否有权限修改被调用的这个线程实例。（Determines if the currently running thread has permission to modify this thread.）
总结来说，线程组是一个树状的结构，每个线程组下面可以有多个线程或者线程组。线程组可以起到统一控制线程的优先级和检查线程的权限的作用。
