Java并发编程的艺术(五)——中断

什么是中断?

在Java中没有办法立即停止一条线程,然而停止线程却显得尤为重要,如取消一个耗时操作。因此,Java提供了一种用于停止线程的机制——中断。

  • 中断只是一种协作机制,Java没有给中断增加任何语法,中断的过程完全需要程序员自己实现。若要中断一个线程,你需要手动调用该线程的interrupted方法,该方法也仅仅是将线程对象的中断标识设成true;接着你需要自己写代码不断地检测当前线程的标识位;如果为true,表示别的线程要求这条线程中断,此时究竟该做什么需要你自己写代码实现。
  • 每个线程对象中都有一个标识,用于表示线程是否被中断;该标识位为true表示中断,为false表示未中断;
  • 通过调用线程对象的interrupt方法将该线程的标识位设为true;可以在别的线程中调用,也可以在自己的线程中调用。

中断的相关方法

  • public void interrupt() 将调用者线程的中断状态设为true。
  • public boolean isInterrupted() 判断调用者线程的中断状态。
  • public static boolean interrupted 只能通过Thread.interrupted()调用。 它会做两步操作:
    1. 返回当前线程的中断状态;
    2. 将当前线程的中断状态设为false;

暂停、继续、停止线程(已过时)

以下三个方法都是通过线程对象去调用。

  • suspend() 暂停调用者线程,只释放CPU执行权,不释放锁。 由于在不释放资源的情况下进入睡眠状态,容易产生死锁。因此已过时!
  • resume() 恢复调用者线程,让他处于就绪状态。
  • stop() 调用stop后,并不会保证资源被正确地释放,它会使程序处于不正确的状态下。

PS:stop和interrupt的区别?

中断的使用

要使用中断,首先需要在可能会发生中断的线程中不断监听中断状态,一旦发生中断,就执行相应的中断处理代码。 当需要中断线程时,调用该线程对象的interrupt函数即可。

设置中断监听

Thread t1 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        // 若未发生中断,就正常执行任务
        while(!Thread.currentThread.isInterrupted()){
            // 正常任务代码……
        }

        // 中断的处理代码……
        doSomething();
    }
} ).start();

正常的任务代码被封装在while循环中,每次执行完一遍任务代码就检查一下中断状态;一旦发生中断,则跳过while循环,直接执行后面的中断处理代码。

触发中断

t1.interrupt();

上述代码执行后会将t1对象的中断状态设为true,此时t1线程的正常任务代码执行完成后,进入下一次while循环前Thread.currentThread.isInterrupted()的结果为true,此时退出循环,执行循环后面的中断处理代码。

安全地停止线程

stop函数停止线程过于暴力,它会立即停止线程,不给任何资源释放的余地,下面介绍两种安全停止线程的方法。

循环标记变量

自定义一个共享的boolean类型变量,表示当前线程是否需要中断。

  • 中断标识
volatile boolean interrupted = false;
  • 任务执行函数
Thread t1 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        while(!interrupted){
            // 正常任务代码……
        }
        // 中断处理代码……
        // 可以在这里进行资源的释放等操作……
    }
} );
  • 中断函数
Thread t2 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        interrupted = true;
    }
} );

循环中断状态

  • 中断标识 由线程对象提供,无需自己定义。
  • 任务执行函数
Thread t1 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        while(!Thread.currentThread.isInterrupted()){
            // 正常任务代码……
        }
        // 中断处理代码……
        // 可以在这里进行资源的释放等操作……
    }
} );
  • 中断函数
t1.interrupt();

总结

上述两种方法本质一样,都是通过循环查看一个共享标记为来判断线程是否需要中断,他们的区别在于:第一种方法的标识位是我们自己设定的,而第二种方法的标识位是Java提供的。除此之外,他们的实现方法是一样的。

上述两种方法之所以较为安全,是因为一条线程发出终止信号后,接收线程并不会立即停止,而是将本次循环的任务执行完,再跳出循环停止线程。此外,程序员又可以在跳出循环后添加额外的代码进行收尾工作。

处理中断

上文都在介绍如何获取中断状态,那么当我们捕获到中断状态后,究竟如何处理呢?

  • Java类库中提供的一些可能会发生阻塞的方法都会抛InterruptedException异常,如:BlockingQueue#put、BlockingQueue#take、Object#wait、Thread#sleep。
  • 当你在某一条线程中调用这些方法时,这个方法可能会被阻塞很长时间,你可以在别的线程中调用当前线程对象的interrupt方法触发这些函数抛出InterruptedException异常。
  • 当一个函数抛出InterruptedException异常时,表示这个方法阻塞的时间太久了,别人不想等它执行结束了。
  • 当你的捕获到一个InterruptedException异常后,亦可以处理它,或者向上抛出。
  • 抛出时要注意???:当你捕获到InterruptedException异常后,当前线程的中断状态已经被修改为false(表示线程未被中断);此时你若能够处理中断,则不用理会该值;但如果你继续向上抛InterruptedException异常,你需要再次调用interrupt方法,将当前线程的中断状态设为true。
  • 注意:绝对不能“吞掉中断”!即捕获了InterruptedException而不作任何处理。这样违背了中断机制的规则,别人想让你线程中断,然而你自己不处理,也不将中断请求告诉调用者,调用者一直以为没有中断请求。

QA

  1. 为什么catch InterruptedException后会自动清除中断状态?

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