Java 9并發程式設計指南 目錄

實作ThreadFactory接口生成自定義線程

• 準備工作
• 實作過程
• 工作原理
• 擴充學習

在面向對象程式設計領域中，工廠模式是廣泛使用的設計模式，創造性的通過開發類來建立一個或多個類的對象。當想要建立其中一個類的對象時，我們使用工廠來代替新的操作符。

考慮到在建立具有有限資源的對象時所遇到的限制，在工廠模式中将對對象建立集中化，是以在更改建立的對象類或者對象方式上更有優勢。例如，隻有一個類型的N個對象，就能夠輕松地生成關于對象建立的統計資料。

Java提供ThreadFactory接口來實作Thread對象工廠。Java并發API中一些進階功能，例如fork/join的Executor架構，就使用線程工廠建立線程。Java并發API中裡一個工廠模式的例子是Executors類，它提供了大量建立不同類别的Executor對象的方法。本節将通過繼承Thread類添加新功能，實作一個新的線程工廠類來生成線程。

準備工作

本範例通過Eclipse開發工具實作。如果使用諸如NetBeans的開發工具，打開并建立一個新的Java項目。

實作過程

通過如下步驟實作範例：

1. 建立名為MyThread的類，繼承Thread類：
2. 聲明名為creationDate、startDate和finishDate三個私有Date屬性：

   private final Date creationDate;
   	private Date startDate;
   	private Date finishDate;
              

3. 實作類構造函數，将name和待執行的Runnable對象作為參數接收。初始化線程的建立時間：

   public MyThread(Runnable target, String name ){
   		super(target,name);
   		creationDate = new Date();
   	}
              

4. 實作run()方法，存儲線程的起始時間，調用父類的run()方法，存儲執行的結束時間：

   @Override
   	public void run() {
   		setStartDate();
   		super.run();
   		setFinishDate();
   	}
              

5. 實作建立startDate屬性值的方法：

   public synchronized void setStartDate() {
   		startDate=new Date();
   	}
              

6. 實作建立finishDate屬性值的方法：

   public synchronized void setFinishDate() {
   		finishDate=new Date();
   	}
              

7. 實作名為getExecutionTime()的方法，通過完成時間與開始時間的內插補點來計算線程的執行時間：

   public synchronized long getExecutionTime() {
   		return finishDate.getTime()-startDate.getTime();
   	}
              

8. 重寫toString()方法，傳回線程的建立時間和執行時間：

   @Override
   	public synchronized String toString(){
   		StringBuilder buffer=new StringBuilder();
   		buffer.append(getName());
   		buffer.append(": ");
   		buffer.append(" Creation Date: ");
   		buffer.append(creationDate);
   		buffer.append(" : Running time: ");
   		buffer.append(getExecutionTime());
   		buffer.append(" Milliseconds.");
   		return buffer.toString();
   	}
   }
              

9. 建立名為MyThreadFactory的類，實作ThreadFactory接口：
10. 聲明名為counter的私有AtomicInteger屬性：
11. 聲明名為prefix的私有String屬性：
12. 實作類構造函數，初始化屬性：

    public MyThreadFactory (String prefix) {
    		this.prefix=prefix;
    		counter=new AtomicInteger(1);
    	}
               

13. 實作newThread()方法，建立MyThread對象且遞增counter屬性：

    @Override
    	public Thread newThread(Runnable r) {
    		MyThread myThread=new MyThread(r,prefix+"-"+counter.getAndIncrement());
    		return myThread;
    	}
    }
               

14. 建立名為MyTask的類來實作Runnable接口，實作run()方法，設定目前線程休眠2秒鐘：

    public class MyTask implements Runnable{
    	@Override
    	public void run() {
    		try {
    			TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }
               

15. 通過建立名為Main的類，添加main()方法，實作本範例主類：

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

16. 建立MyThreadFactory對象：
17. 建立Task對象：
18. 使用工廠的newThread()方法建立MyThread對象，用來執行任務：
19. 啟動線程，然後等待線程結束：

    thread.start();
    		thread.join();
               

20. 使用toString()方法輸出線程資訊到控制台：

    System.out.printf("Main: Thread information.\n");
    		System.out.printf("%s\n",thread);
    		System.out.printf("Main: End of the example.\n");
    	}
    }
               

工作原理

本節通過繼承Thread類實作了定制化的Mythread類。此類包含三個屬性，分别存儲線程建立和執行的開始時間，以及線程執行的結束時間。使用開始和結束時間屬性，實作了getExecutionTime()方法，傳回線程在執行任務時消耗的總時間。最後，重寫toString()方法生成線程相關資訊。

一旦線程類自定義後，就通過實作ThreadFactory接口生成一個工廠來建立類對象。如果要将工廠作為獨立對象，則不需要強制使用此接口，但是如果要将此工廠與Java并發API的其他類一起使用，則必須通過實作此接口來建構工廠。ThreadFactory接口隻有一個方法：newThread()方法。此方法将Runnble對象作為參數接收，并傳回Thread對象來執行Runnable對象。本範例中傳回MyThread對象。

為了檢查這兩個類，實作MyTask類，在MyThread對象管理的線程中執行的任務 ，此類實作Runnable接口。一個MyTask執行個體設定其執行線程休眠2秒鐘。

在本範例主方法中，使用執行Task對象的MyThreadFactory工廠來建立MyThread對象。如果執行本範例，将會看到線程啟動時間和線程執行時間的資訊。

下圖顯示本範例在控制台輸出的執行資訊：

擴充學習

Java并發API提供Executors類來生成線程執行器，通常是ThreadPoolExecutor類的對象。還可以使用此類獲得ThreadFactory接口的最基本實作，通過使用defaultThreadFactory()方法。此方法生成的工廠建立屬于同一個ThreadGroup對象的基本線程對象，ThreadFactory接口可以用于任何目的，不隻是與Executor架構相關。