Java 執行緒組完整解析：存取控制、優先級管理與批量操作

基本概念

所有執行緒隸屬一個執行緒組（預設或建立時指定）。建立之初即限制在組內，**無法改變到不同組**。每個應用至少有一個執行緒屬於系統執行緒組。若建立多執行緒不指定組，自動歸屬系統組。

執行緒組也必須隸屬其他組，建構子必須指定父組。若未指定，同樣自動成為系統組屬下。因此應用中所有執行緒組最終以系統組為「父」。

為何需要執行緒組？安全性考量

字面難尋原因，帶來些混亂。一般認為因「安全」或「保密」理由。據 Arnold 和 Gosling：《執行緒組中的執行緒可修改組內其他執行緒（含分層最深處）。執行緒無法修改自己所在組或下屬組之外的任何執行緒》。但「修改」具體含義難判斷。

實例：葉子組執行緒可修改整棵樹

//: TestAccess.java
public class TestAccess {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup x = new ThreadGroup("x"),
                    y = new ThreadGroup(x, "y"),
                    z = new ThreadGroup(y, "z");
        Thread one = new TestThread1(x, "one"),
               two = new TestThread2(z, "two");
    }
}

class TestThread1 extends Thread {
    private int i;
    TestThread1(ThreadGroup g, String name) { super(g, name); }
    void f() { i++; System.out.println(getName() + " f()"); }
}

class TestThread2 extends TestThread1 {
    TestThread2(ThreadGroup g, String name) { super(g, name); start(); }
    public void run() {
        ThreadGroup g = getThreadGroup().getParent().getParent(); // 向上兩層到 x
        g.list();
        Thread[] gAll = new Thread[g.activeCount()];
        g.enumerate(gAll);
        for(int i = 0; i < gAll.length; i++) {
            gAll[i].setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
            ((TestThread1)gAll[i]).f();
        }
        g.list();
    }
} ///:~

輸出結果分析

java.lang.ThreadGroup[name=x,maxpri=10] Thread[one,5,x]
java.lang.ThreadGroup[name=y,maxpri=10]
java.lang.ThreadGroup[name=z,maxpri=10] Thread[two,5,z]
one f()
two f()
java.lang.ThreadGroup[name=x,maxpri=10] Thread[one,1,x]
java.lang.ThreadGroup[name=y,maxpri=10]
java.lang.ThreadGroup[name=z,maxpri=10] Thread[two,1,z]

• list() 列印執行緒組/執行緒類名、名稱、最高優先級、所屬組
• 縮排顯示父子關係
• 葉子組 z 的執行緒 two 修改了父組 x 的執行緒 one 優先級並呼叫其方法
• 只能存取自己系統組樹分支出來的執行緒——這或許就是所謂「安全」

執行緒組的控制功能：批量操作

拋開安全問題，**控制是最實用之處**：單個命令完成整組操作。下例演示優先級限制機制：

ThreadGroup1.java 關鍵實驗與輸出

1. 系統組初始 maxpri=10，main 執行緒優先級 5
2. 降低系統組最高優先級到 9，main 提升到 6
3. 建立子組 g1，嘗試設最高優先級 10 → **失敗，限制為 9**（不可超過父組）
4. 降低 g1 到 8，嘗試升回 10 → **失敗**（只能降不能升）
5. 新建執行緒 B，設最高優先級 → 受限於 8
6. 降低 g1 到 3（低於預設 6），新建執行緒 C → **仍用預設 6 建立**（組最高優先級不影響預設優先級）
7. 嘗試降低 C 優先級 → 受限於 3（只在嘗試改變時強制遵守）
8. 建立子組 g2 隸屬 g1，嘗試提高優先級 → **失敗，限制為 3**（子組不可超過父組）

鐵律： 子組最高優先級在任何時候只能 ≤ 父組最高優先級。

批量操作方法

• 遍歷整個執行緒樹啟動未啟動執行緒
• sys.suspend() 掛起系統組 → 同時掛起 main 執行緒 → 程式關閉（suspend()/stop() 在 Java 1.2 已棄用）
• ThreadGroup 繼承 Object 擁有 wait()，可在同步區塊取得物件鎖後調用 wait(毫秒) 暫停任意秒數
• suspend()/resume() 可中止/啟動整組及子組（同樣棄用）

表面看執行緒組讓人摸不著頭腦，**但實務上很少直接使用**。