什么是重排序与中断

十七、 什么是重排序问题

Java内存模型中,允许编译器和处理器对指令进行重排序,但是重排序可以保证最终执行的结果是与程序顺序执行的结果一致,并且只会对不存在数据依赖性的指令进行重排序,这个重排序在单线程下对最终执行结果是没有影响的,但是在多线程下就会存在问题。

  • 一个例子
int a = 1;(1)
int b = 2;(2)
int c= a + b;(3)

如上c的值依赖a和b的值,所以重排序后能够保证(3)的操作在(2)(1)之后,但是(1)(2)谁先执行就不一定了,这在单线程下不会存在问题,因为并不影响最终结果。

  • 一个多线程例子
public static class ReadThread extends Thread {
        public void run() {
            
            while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
                if(ready){(1)
                    System.out.println(num+num);(2)
                }
                System.out.println("read thread....");
            }
            
        }
    }
    
    public static class Writethread extends Thread {
        public void run() {
             num = 2;(3)
             ready = true;(4)
             System.out.println("writeThread set over...");
        }
    }

    private static int num =0;
    private static boolean ready = false;
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        ReadThread rt = new ReadThread();
        rt.start();
        
        Writethread  wt = new Writethread();
        wt.start();
        
        Thread.sleep(10);
        rt.interrupt();
        System.out.println("main exit");
    }

如代码由于(1)(2)(3)(4) 之间不存在依赖,所以写线程(3)(4)可能被重排序为先执行(4)在执行(3),那么执行(4)后,读线程可能已经执行了(1)操作,并且在(3)执行前开始执行(2)操作,这时候打印结果为0而不是4.

解决:使用volatile 修饰ready可以避免重排序。

十八、 什么是中断

Java中断机制是一种线程间协作模式,通过中断并不能直接终止另一个线程,而是需要被中断的线程根据中断状态自行处理。

例如当线程A运行时,线程B可以调用A的 interrupt()方法来设置中断标志为true,并立即返回。设置标志仅仅是设置标志,线程A并没有实际被中断,会继续往下执行的,然后线程A可以调用isInterrupted方法来看自己是不是被中断了,返回true说明自己被别的线程中断了,然后根据状态来决定是否终止自己活或者干些其他事情。

Interrupted经典使用代码

public void run(){    
    try{    
         ....    
         //线程退出条件
         while(!Thread.currentThread().isInterrupted()&& more work to do){    
                // do more work;    
         }    
    }catch(InterruptedException e){    
                // thread was interrupted during sleep or wait    
    }    
    finally{    
               // cleanup, if required    
    }    
} 

使用场景:

  • 故意调用interrupt()设置中断标志,作为线程退出条件
    public static class MyThread extends Thread {
        public void run() {
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {

                System.out.println("do Someing....");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        MyThread t = new MyThread();
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        t.interrupt();
    }
  • 当线程中为了等待一些特定条件的到来时候,一般会调用Thread.sleep(),wait,join方法在阻塞当前线程,比如sleep(3000);那么到3s后才会从阻塞下变为激活状态,但是有可能在在3s内条件已经满足了,这时候可以调用该线程的interrupt方法,sleep方法会抛出InterruptedException异常,线程恢复激活状态。
    public static class SleepInterrupt extends Object implements Runnable{  
        public void run(){  
            try{  
                System.out.println("thread-sleep for 2000 seconds"); 
                
                Thread.sleep(2000000);  
                System.out.println("thread -waked up");  
            }catch(InterruptedException e){  
                System.out.println("thread-interrupted while sleeping");  
                  
                return;    
            }  
            System.out.println("thread-leaving normally");  
        }  
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        SleepInterrupt si = new SleepInterrupt();  
        Thread t = new Thread(si);  
        t.start();  
        
        //主线程休眠2秒,从而确保刚才启动的线程有机会执行一段时间  
        try {  
            Thread.sleep(2000);   
        }catch(InterruptedException e){  
            e.printStackTrace();  
        }  
        System.out.println("main() - interrupting other thread");  
        //中断线程t  
        t.interrupt();  
        
        System.out.println("main() - leaving");  

    }

InterruptedException的处理 如果抛出 InterruptedException那么就意味着抛出异常的方法是阻塞方法,比如Thread.sleep,wait,join。 那么接受到异常后如何处理的,醉简单的是直接catch掉,不做任何处理,但是中断发生一般是为了取消任务或者退出线程来使用的,所以如果直接catch掉那么就会失去做这些处理的时机,出发你能确定不需要根据中断条件做其他事情。

  • 第一种方式 catch后做一些清理工作,然后在throw出去
  • 第二种方式 catch后,重新设置中断标示

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