详解Java 线程中断
一、前言
大家肯定都使用过Java线程开发（Thread/Runnable），启动一个线程的做法通常是：
newThread(newRunnable(
@Override
publicvoidrun(){
//todosth...
}
)).start();
然而线程退出，大家是如何做的呢？一般做法可能不外乎以下两种：
- 设置一个标志位：true/false来退出；
- 强制退出：thread.stop；（我相信，现在应该没人会使用这种方式了，因为JDK也很早就废弃了该方法）
可能还会有人提出，我可以用中断来退出线程！我只能说：TooYoungTooSimple！中断并不会使得线程结束而退出，中断（interrupt）只是唤醒被阻塞的线程而已。
本篇，我们就来好好的聊聊：线程中断，以及如何正确的使用线程中断，和正确的线程退出。
二、为何Thread.stop被废弃
Thismethodisinherentlyunsafe.StoppingathreadwithThread.stopcausesittounlockallofthemonitorsthatit haslocked(asanaturalconsequenceoftheuncheckedThreadDeathexceptionpropagatingupthestack).Ifanyofthe objectspreviouslyprotectedbythesemonitorswereinaninconsistentstate,thedamagedobjectsbecomevisibleto otherthreads,potentiallyresultinginarbitrarybehavior.Manyusesofstopshouldbereplacedbycodethatsimply modifiessomevariabletoindicatethatthetargetthreadshouldstoprunning.Thetargetthreadshouldcheckthis variableregularly,andreturnfromitsrunmethodinanorderlyfashionifthevariableindicatesthatitistostop running.Ifthetargetthreadwaitsforlongperiods(onaconditionvariable,forexample),theinterruptmethod shouldbeusedtointerruptthewait.
以上是官方JDK中的源码注释说明，其含义如下：
**Thread.stop方法天生就不安全。**使用该方法来停止线程，将会导致其它因为监视器锁『监视器我们在synchronized中就讲过，是Java的内置锁』而被锁住的线程全部都解锁！（本质的后果是：没有检查的ThreadDeath异常会在栈中传播，因而使得监视器锁解锁）。如果任何一个被监视器锁给锁住的对象处于一个不一致的状态，那么其被解锁后将会被其它线程可见，潜在的结果是产生任何后果。**我们应该使用一个变量来代替使用stop方法，告诉目标线程退出『这里就是我们开头所说的第一种方法，设置一个标志位』。**目标线程应该周期性的检查这个变量，并根据这个变量来正确的退出run方法。如果目标线程处于阻塞/休眠状态（如：使用wait、sleep、yield方法后，线程让出了CPU使用权，进而阻塞/休眠），此时，该标志位变量将不会起作用，那么，应该使用interrupt方法来中断目标线程的阻塞/休眠状态，将其唤醒！
对于ThreadDeath对象，官方还有补充：
- 线程可以在几乎任何地方抛出ThreadDeath异常。由于这一点，所有的同步方法和（代码）块将必须被考虑得事无巨细。
- 线程在清理第一个ThreadDeath异常的时候（在catch或finally语句中），可能会抛出第二个。清理工作将不得不重复直到到其成功。保障这一点的代码将会很复杂。
所以，我们也别想着去try-catchThreadDeathException！
同样，被废弃的还有Thread.resume和Thread.suspend。这俩方法有造成死锁的危险：
- 使用suspend时，并不会释放锁；
- 如果存在某种情况要先获取该锁，再进行resume，那么就造成死锁了；
取代这两方法的正确方式是：Object.wait和Object.notify：
因为Object.wait进入阻塞时，会释放锁。
三、线程中断的含义
Thread中有三个与中断相关的方法：
- 成员方法interrupt()：设置线程中断标志为true；
- 成员方法isInterrupted()：获取线程的中断状态，默认为false，调用interrupt()后，该方法返回true；
- 静态方法Thread.interrupted()：获取线程的中断状态，并且清除中断状态（设置为false）；
注：如果线程中断后，连续两次调用Thread.interrupted()，第一次是true&清除状态，第二次结果是false。
3.1、初步了解
我们先来通过一个例子来初步了解thread.interrupt：
publicclassInterruptDemoimplementsRunnable{
@Override
publicvoidrun(){
while(true){
System.out.println("Threadrunning...");
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
Threadthread=newThread(newInterruptDemo(),"InterruptDemo");
System.out.println("startthread");
thread.start();
Thread.sleep(50);
System.out.println("interruptthread");
thread.interrupt();
Thread.sleep(50);
System.out.println("thread'sstatus="+thread.isInterrupted());
}
}
输出结果：
startthread Threadrunning... Threadrunning... ...... interruptthread Threadrunning... Threadrunning... ...... thread'sstatus=true Threadrunning... ......
我们可以看到，即便我们调用了thread.interrupt方法，线程也并没有退出，仍旧继续运行。因此，这个例子证明了一点：我们并不能通过"我们所认为的"中断来试图"结束"正在运行的线程。
3.2、中断即唤醒阻塞/休眠的线程
同样，我们再来看一个例子：
publicclassInterruptDemoimplementsRunnable{
@Override
publicvoidrun(){
while(true){
System.out.println("Threadwillsleep10s-------------------------running");
longtimestamp=System.currentTimeMillis();
try{
Thread.sleep(10000);
}catch(InterruptedExceptione){
System.out.println("threadinterrupted...");
}
timestamp=System.currentTimeMillis()-timestamp;
System.out.println("Threadrun,totalsleep="+timestamp+"(ms)");
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
Threadthread=newThread(newInterruptDemo(),"InterruptDemo");
System.out.println("startthread");
thread.start();
Thread.sleep(3000);
System.out.println("interruptthread");
thread.interrupt();
System.out.println("mainexit");
}
}
输出结果：
startthread Threadwillsleep10s-------------------------running interruptthread mainexit threadinterrupted... Threadrun,totalsleep=3002(ms) Threadwillsleep10s-------------------------running Threadrun,totalsleep=10002(ms) Threadwillsleep10s-------------------------running
我们可以看到，线程启动后，进入睡眠（10s），3秒后被中断唤醒，执行完一个while后再次进入第二次睡眠（10s），然后周而复始。
3.3、一般标志位法退出线程
publicclassInterruptDemoimplementsRunnable{
privatestaticfinalAtomicBooleanrunning=newAtomicBoolean(true);
@Override
publicvoidrun(){
while(running.get()){
longtimestamp=System.currentTimeMillis();
timestamp=System.currentTimeMillis()-timestamp;
System.out.println("Threadrun,totalsleep="+timestamp+"(ms)");
}
System.out.println("Threadexit");
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
Threadthread=newThread(newInterruptDemo(),"InterruptDemo");
System.out.println("startthread");
thread.start();
Thread.sleep(100);
System.out.println("interruptthread");
thread.interrupt();
running.set(false);
System.out.println("mainexit");
}
}
输出结果：
startthread ....... Threadrun,totalsleep=0(ms) interruptthread Threadrun,totalsleep=0(ms) Threadrun,totalsleep=0(ms) Threadrun,totalsleep=0(ms) mainexit Threadexit
我们通过使用一个AtomicBoolean变量来当作标志位，使得我们的线程能正常退出。我们也可以判断线程是否被中断而选择性的退出。
3.4、线程中断退出
publicclassInterruptDemoimplementsRunnable{
@Override
publicvoidrun(){
while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
longtimestamp=System.currentTimeMillis();
timestamp=System.currentTimeMillis()-timestamp;
System.out.println("Threadrun,totalsleep="+timestamp+"(ms)");
}
System.out.println("Threadexit");
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
Threadthread=newThread(newInterruptDemo(),"InterruptDemo");
System.out.println("startthread");
thread.start();
Thread.sleep(100);
System.out.println("interruptthread");
thread.interrupt();
System.out.println("mainexit");
}
}
输出结果：
startthread ....... Threadrun,totalsleep=0(ms) interruptthread Threadrun,totalsleep=0(ms) Threadrun,totalsleep=0(ms) Threadrun,totalsleep=0(ms) mainexit Threadexit
3.5、标志位+线程中断结合
publicclassInterruptDemoimplementsRunnable{
privatestaticfinalAtomicBooleanrunning=newAtomicBoolean(true);
@Override
publicvoidrun(){
while(running.get()){
System.out.println("Threadwillsleep10s-------------------------running");
longtimestamp=System.currentTimeMillis();
try{
Thread.sleep(10000);
}catch(InterruptedExceptione){
System.out.println("Interrupted...Todootherthingsthenexit......");
running.set(false);
continue;
}
timestamp=System.currentTimeMillis()-timestamp;
System.out.println("Threadrun,totalsleep="+timestamp+"(ms)");
}
System.out.println("Threadexit");
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
Threadthread=newThread(newInterruptDemo(),"InterruptDemo");
System.out.println("startthread");
thread.start();
Thread.sleep(3000);
System.out.println("interruptthread");
thread.interrupt();
System.out.println("mainexit");
}
}
输出结果：
startthread Threadwillsleep10s-------------------------running interruptthread mainexit Interrupted...Todootherthingsthenexit...... Threadexit
四、总结
本文我们分析了线程的中断，并让大家了解了中断的含义：只是告诉该线程，你被『中断』了，至于你想干嘛，还是由你自己来决定。同时，我们也简单分析了几个废弃的方法的原因。希望大家学习了本文之后，能正确且合理的设计，线程如何安全的退出。
五、附录
- Object.wait：阻塞当前线程，释放持有的锁；
- Object.notify：唤醒当前对象上被阻塞的线程，使其进入就绪状态；
- Object.notifyAll：唤醒所有线程；
- Thread.sleep：指定当前线程休眠一定时间，让出CPU，但不会释放同步资源锁；
- Thread.yield：让出CPU使用权，让自己和其它线程来争夺使用CPU的机会，因此，使用此方法后，并不能保证该线程又再次拿到CPU而恢复运行（使用此方法后，优先级高的线程拿到CPU的概率较大，但优先级低的线程也有概率拿到CPU而执行），同理不会释放同步资源锁；
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