Java线程组和未处理的异常

Java使用ThreadGroup来表示线程组,它可以对一批线程进行分类和管理,Java允许程序直接对线程组进行控制。对线程组的控制相当于同时控制这批线程。用户创建的所有线程都属于指定线程组,如果程序没有显示指定线程属于哪个线程组,则该线程属于默认线程组。在默认情况下,子线程和创建它的父线程处于同一个线程组内,例如A线程创建了B线程,并且没有指定B线程的线程组,则B线程属于A线程所在的线程组内。

一旦某个线程加入了指定线程组之后,该线程将一直属于该线程组,直到该线程死亡,线程运行中途不能改变它所属的线程组。

Thread类提供了如下几个构造器来设置新创建的线程属于哪个线程组:

  • Thread(ThreadGroup group, Runnable target):以target的run方法作为线程执行体创建新线程,属于group线程组。
  • Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name):以target的run方法作为线程执行体创建新线程,属于group线程组,且线程名为name。
  • Thread(ThreadGroup group, String name):创建新线程,新线程名为name,属于group线程组。

因为中途不可改变线程所属的线程组,所以Thread类没有提供setThreadGroup()方法来改变线程所属的线程组,但提供了一个getThreadGroup()方法来返回该线程所属的线程组,getThreadGroup()方法的返回值是ThreadGroup对象,表示一个线程组。ThreadGroup类提供了如下两个简单的构造器来创建实例:

  • ThreadGroup(String name):以指定的线程组名字来创建新的线程组。
  • ThreadGroup(ThreadGroup parent, String name):以指定的名字,指定的父线程组创建一个新线程组。
    上面两个构造器在创建线程组实例时都必须为其指定一个名字,也就是说,线程组总会具有一个字符串类型的名字,该名字可以通过调用ThreadGroup的getName()方法来获取,但不允许改变线程组的名字。
    ThreadGroup类提供了如下几个常用的方法来操作整个线程组里的所有线程:
  • int activeCount():返回此线程组中活动线程的数目。
  • interrupt():中断此线程组中的所有线程。
  • isDaemon():判断该线程组是否是后台线程组。
  • setDaemon(boolean daemon):把线程组设置为后台线程组。后台线程组具有 一个特征——当后台线程组的最后一个线程执行结束或最后一个线程被销毁后,后台线程组将自动销毁。
  • setMaxPriority(int pri):设置线程组的最高优先级。
public class MyThread extends Thread {
    public MyThread(String name) {
        super(name);
    }
    public MyThread(ThreadGroup group, String name) {
        super(group, name);
    }
    
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<20;i++){
            System.out.println(getName() + " i variable of Thread " + i);
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup mainGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        System.out.println("Name of main thread: " + mainGroup.getName());
        System.out.println("Is Daemon or not: " + mainGroup.isDaemon());
        new MyThread("Thread in main threadgroup").start();
        ThreadGroup tg = new ThreadGroup("New thread group");
        tg.setDaemon(true);
        System.out.println("tg has daemon or not: " + tg.isDaemon());
        MyThread tt = new MyThread(tg, "A thread in tg group");
        tt.start();
        new MyThread(tg, "Another thread in tg group").start();
    }
}

ThreadGroup还定义了一个很有用的方法:void uncaughtException(Thread t, Throwable e),该方法可以处理该线程组内的任意线程所抛出的未处理异常。

从Java5开始,Java加强了线程的异常处理,如果线程执行过程中抛出了一个未处理的异常,JVM会在结束该线程之前自动查找是否有对应的Thread.UncaughtExceptionHandler对象,如果找到该处理器对象,则会调用该对象的uncaughtException(Thread t, Throwable e)方法来处理该异常。

Thread.UncaughtExceptionHandler是Thread类的一个静态内部接口,该接口内只有一个方法:void uncaughtException(Thread t, Throwable e),该方法中的t代表出现异常的线程,而e代表该线程抛出的异常。

Thread类提供了如下两个方法来设置异常处理器:

  • static setDefaultUncaughtExceptionHandler(Thread.UncaughtExceptionHandler eh):为该线程类的所有线程实例设置默认的异常处理器。
  • setUncaughtExceptionHandler(Thread.UncaughtExceptionHandler eh):为指定的线程实例设置异常处理器。

ThreadGroup类实现了Thread.UncaughtExceptionHandler接口,所以每个线程所属的线程组将会作为默认的异常处理器。当一个线程抛出未处理异常时,JVM会首先查找该异常对应的异常处理器(setUncaughtExceptionHandler()方法设置的异常处理器),如果找到该异常处理器,则调用该异常处理器处理该异常;否则,JVM将会调用该线程所属的线程组对象的uncaughtException()方法来处理该异常。

线程组处理异常的默认流程如下:

  1. 如果该线程组有父线程组,则调用父线程组的uncaughtException()方法来处理该异常。
  2. 如果该线程实例所属的线程类有默认的异常处理器,那么就调用该异常处理器来处理该异常。
  3. 如果该异常对象是ThreadDeath的对象,则不做任何处理;否则,将异常跟踪栈的信息打印到System.err错误输出流,并结束该线程。
public class MyExHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler{
    //Implements uncaughtException method, used for handling uncaught exception of thread.
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        System.out.println(t + " meets an exception " + e);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Thread.currentThread().setUncaughtExceptionHandler(new MyExHandler());
        int a = 5/0;
        System.out.println("Program ends smoothly.");
    }
}

程序输出结果:


从程序的运行结果可以看出异常处理器与通过catch捕获的异常是有不同的。当使用catch捕获异常时,异常不会向上传递给上一级的调用者;但使用异常处理器对异常进行处理后,异常依然会传递给上一级调用者。

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