Question

有些时候，我们会发现 ColorBoxes 几乎陷于停顿状态。在我自己的机器上，这一情况在产生了 10×10 的网格之后发生了。为什么会这样呢？自然地，我们有理由怀疑 AWT 对它做了什么事情。所以这里有一个例子能够测试那个猜测，它产生了较少的线程。代码经过了重新组织，使一个 Vector 实现了 Runnable，而且那个 Vector 容纳了数量众多的色块，并随机挑选一些进行更新。随后，我们创建大量这些 Vector 对象，数量大致取决于我们挑选的网格维数。结果便是我们得到比色块少得多的线程。所以假如有一个速度的加快，我们就能立即知道，因为前例的线程数量太多了。如下所示：

//: ColorBoxes2.java
// Balancing thread use
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.util.*;

class CBox2 extends Canvas {
  private static final Color[] colors = { 
    Color.black, Color.blue, Color.cyan, 
    Color.darkGray, Color.gray, Color.green,
    Color.lightGray, Color.magenta, 
    Color.orange, Color.pink, Color.red, 
    Color.white, Color.yellow 
  };
  private Color cColor = newColor();
  private static final Color newColor() {
    return colors[
      (int)(Math.random() * colors.length)
    ];
  }
  void nextColor() {
    cColor = newColor();
    repaint();
  }
  public void paint(Graphics  g) {
    g.setColor(cColor);
    Dimension s = getSize();
    g.fillRect(0, 0, s.width, s.height);
  }
}

class CBoxVector 
  extends Vector implements Runnable {
  private Thread t;
  private int pause;
  public CBoxVector(int pause) {
    this.pause = pause;
    t = new Thread(this);
  }
  public void go() { t.start(); }
  public void run() {
    while(true) {
      int i = (int)(Math.random() * size());
      ((CBox2)elementAt(i)).nextColor();
      try {
        t.sleep(pause);
      } catch(InterruptedException e) {}
    } 
  }
}

public class ColorBoxes2 extends Frame {
  private CBoxVector[] v;
  public ColorBoxes2(int pause, int grid) {
    setTitle("ColorBoxes2");
    setLayout(new GridLayout(grid, grid));
    v = new CBoxVector[grid];
    for(int i = 0; i < grid; i++)
      v[i] = new CBoxVector(pause);
    for (int i = 0; i < grid * grid; i++) {
      v[i % grid].addElement(new CBox2());
      add((CBox2)v[i % grid].lastElement());
    }
    for(int i = 0; i < grid; i++)
      v[i].go();
    addWindowListener(new WindowAdapter() {
      public void windowClosing(WindowEvent e) {
        System.exit(0);
      }
    });
  }   
  public static void main(String[] args) {
    // Shorter default pause than ColorBoxes:
    int pause = 5;
    int grid = 8;
    if(args.length > 0) 
      pause = Integer.parseInt(args[0]);
    if(args.length > 1)
      grid = Integer.parseInt(args[1]);
    Frame f = new ColorBoxes2(pause, grid);
    f.setSize(500, 400);
    f.setVisible(true);  
  }
} ///:~

在 ColorBoxes2 中，我们创建了 CBoxVector 的一个数组，并对其初始化，使其容下各个 CBoxVector 网格。每个网格都知道自己该“睡眠”多长的时间。随后为每个 CBoxVector 都添加等量的 Cbox2 对象，而且将每个 Vector 都告诉给 go()，用它来启动自己的线程。

CBox2 类似 CBox——能用一种随机选择的颜色描绘自己。但那就是 CBox2 能够做的全部工作。所有涉及线程的处理都已移至 CBoxVector 进行。

CBoxVector 也可以拥有继承的 Thread，并有一个类型为 Vector 的成员对象。这样设计的好处就是 addElement() 和 elementAt() 方法可以获得特定的参数以及返回值类型，而不是只能获得常规 Object（它们的名字也可以变得更短）。然而，这里采用的设计表面上看需要较少的代码。除此以外，它会自动保留一个 Vector 的其他所有行为。由于 elementAt() 需要大量进行“封闭”工作，用到许多括号，所以随着代码主体的扩充，最终仍有可能需要大量代码。

和以前一样，在我们实现 Runnable 的时候，并没有获得与 Thread 配套提供的所有功能，所以必须创建一个新的 Thread，并将自己传递给它的构建器，以便正式“启动”——start()——一些东西。大家在 CBoxVector 构建器和 go() 里都可以体会到这一点。run() 方法简单地选择 Vector 里的一个随机元素编号，并为那个元素调用 nextColor()，令其挑选一种新的随机颜色。

运行这个程序时，大家会发现它确实变得更快，响应也更迅速（比如在中断它的时候，它能更快地停下来）。而且随着网格尺寸的壮大，它也不会经常性地陷于“停顿”状态。因此，线程的处理又多了一项新的考虑因素：必须随时检查自己有没有“太多的线程”（无论对什么程序和运行平台）。若线程太多，必须试着使用上面介绍的技术，对程序中的线程数量进行“平衡”。如果在一个多线程的程序中遇到了性能上的问题，那么现在有许多因素需要检查：

(1) 对 sleep，yield() 以及／或者 wait() 的调用足够多吗？

(2) sleep() 的调用时间足够长吗？

(3) 运行的线程数是不是太多？

(4) 试过不同的平台和 JVM 吗？

象这样的一些问题是造成多线程应用程序的编制成为一种“技术活”的原因之一。