Java多线程17:中断机制

概述

之前讲解Thread类中方法的时候,interrupt()、interrupted()、isInterrupted()三个方法没有讲得很清楚,只是提了一下。现在把这三个方法同一放到这里来讲,因为这三个方法都涉及到多线程的一个知识点----中断机制。

Java没有提供一种安全、直接的方法来停止某个线程,而是提供了中断机制。中断机制是一种协作机制,也就是说通过中断并不能直接终止另一个线程,而需要被中断的线程自己处理。有个例子举个蛮好,就像父母叮嘱出门在外的子女要注意身体一样,父母说了,但是子女是否注意身体、如何注意身体,还是要看自己。

中断机制也是一样的,每个线程对象里都有一个标识位表示是否有中断请求(当然JDK的源码是看不到这个标识位的,是虚拟机线程实现层面的),代表着是否有中断请求。

 

三个中断方法

上面说了,中断标识位是JDK源码看不到的,是虚拟机线程实现层面的。下面结合代码逐一看一下这三个方法的作用,以及为什么中断标识位是虚拟机实现层面的:

1、interrupt()

复制代码

 1 public void interrupt() {
 2     if (this != Thread.currentThread())
 3         checkAccess();
 4 
 5     synchronized (blockerLock) {
 6         Interruptible b = blocker;
 7         if (b != null) {
 8         interrupt0();        // Just to set the interrupt flag
 9         b.interrupt();
10         return;
11         }
12     }
13     interrupt0();
14     }

复制代码

1 /* Some private helper methods */
2 private native void setPriority0(int newPriority);
3 private native void stop0(Object o);
4 private native void suspend0();
5 private native void resume0();
6 private native void interrupt0();

分两部分看:

(1)第一部分的第8行注释说得很清楚了,interrupt0()方法的作用是"Just to set the interrupt flag",即方法的作用仅仅是设置中断标识位

(2)第二部分的第6行就是interrupt0()方法的原型,由于方法是被native修饰的,很明显这是一个本地方法,是Java虚拟机实现的

2、isInterrupted()

方法唯一的作用只是测试线程是否已经中断,中断标识位的状态并不受到该方法的影响,看一下Java是如何实现这个方法的:

复制代码

 1 /**
 2  * Tests whether this thread has been interrupted.  The interrupted
 3  * status of the thread is unaffected by this method.
 4  *
 5  * 

A thread interruption ignored because a thread was not alive 6 * at the time of the interrupt will be reflected by this method 7 * returning false. 8 * 9 * @return true if this thread has been interrupted; 10 * false otherwise. 11 * @see #interrupted() 12 * @revised 6.0 13 */ 14 public boolean isInterrupted() { 15 return isInterrupted(false); 16 }

复制代码

private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);

注意一下第一部分的第2行和第3行,"The interrupted statis of the thread is unaffected by this method",即线程的中断状态不受到这个方法的影响。最终调用的是isInterrupted(boolean ClearInterrupted),这个方法是一个native的,看得出也是Java虚拟机实现的。方法的参数ClearInterrupted,顾名思义,清除中断标识位,这里传递false,明显就是不清除

3、interrupted()

方法的作用是测试当前线程是否已经中断,线程的中断标识位由该方法清除。换句话说,连续两次调用该方法的返回值必定是false。看一下这个方法是如何实现的:

复制代码

 1 /**
 2  * Tests whether the current thread has been interrupted.  The
 3  * interrupted status of the thread is cleared by this method.  In
 4  * other words, if this method were to be called twice in succession, the
 5  * second call would return false (unless the current thread were
 6  * interrupted again, after the first call had cleared its interrupted
 7  * status and before the second call had examined it).
 8  *
 9  * 

A thread interruption ignored because a thread was not alive 10 * at the time of the interrupt will be reflected by this method 11 * returning false. 12 * 13 * @return true if the current thread has been interrupted; 14 * false otherwise. 15 * @see #isInterrupted() 16 * @revised 6.0 17 */ 18 public static boolean interrupted() { 19 return currentThread().isInterrupted(true); 20

复制代码

private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);

同样,第2行和第3行的注释已经写得很清楚了,"The interrupted status of the thread is cleared by this method",即线程的中断状态由此方法清除。另外,interrupted()方法和isInterrupted()方法调用的是同一个native方法,无非这个方法传入的是true,表示清除中断标识位

此外,JDK API中有些类的方法也可能会调用中断,比如FutureTask的cancel,如果传入true则会在正在运行的异步任务上调用interrupt()方法,又如ThreadPoolExecutor中的shutdownNow方法会遍历线程池中的工作线程并调用线程的interrupt()方法。这些场景下只要代码没有对中断作出响应,那么任务将一直执行下去。

 

中断处理时机

这其实是一个很宽泛的、没有标注答案的话题。显然,作为一种协作机制,不会强求被中断的线程一定要在某个点进行中断处理。实际上,被中断线程只需要在合适的时候处理即可,如果没有合适的时间点,甚至可以不处理。"合适的时间点"就和业务逻辑密切相关了。

处理时机决定着程序的效率和响应的灵敏度。频繁的检查中断可能会导致程序执行效率低下,较少的检查则可能导致中断请求得不到及时响应。在实际场景中,如果性能指标比较关键,可能需要建立一个测试模型来分析最佳的中断检测点,以平衡性能和响应灵敏性

 

线程中断举例

写了这么多理论,写一个例子来演示一下中断:

复制代码

public static void main(String[] args) throws Exception
{
    Runnable runnable = new Runnable()
    {
        public void run()
        {
            while (true)
            {
                if (Thread.currentThread().isInterrupted())
                {
                    System.out.println("线程被中断了");
                    return ;
                }
                else
                {
                    System.out.println("线程没有被中断");
                }
            }
        }
    };
    Thread t = new Thread(runnable);
    t.start();
    Thread.sleep(3000);
    t.interrupt();
    System.out.println("线程中断了,程序到这里了");
}

复制代码

看一下运行结果:

复制代码

...
线程没有被中断
线程没有被中断
线程没有被中断
线程没有被中断
线程没有被中断
线程中断了,程序到这里了
线程被中断了

复制代码

代码分为以下几步:

1、main函数起一个t线程

2、main函数3秒钟之后给t线程打一个中断标识位,表示t线程要中断

3、t线程无限轮询自己的中断标识位,中断了则打印、退出,否则一直运行

从控制台上打印的语句看到,3秒钟中断后,打印出该打印的语句后,就停止了。那这种场景就是前面说的"频繁地检查",导致程序效率低下;那如果不频繁地检查呢,比如在while中的else分支中加上Thread.sleep(500),表示500ms即0.5s检查一次,那这种场景就是前面说的"中断得不到及时的响应"。

其实这个例子中,t线程完全可以不用去管这个中断标识位的,不去检查就好了,只管做自己的事情,这说明中断标识位设不设置是别人的事情,处不处理是我自己的事情,没有强制要求必须处理中断。

但是,那些会抛出InterruptedException的方法要除外。像sleep、wait、notify、join,这些方法遇到中断必须有对应的措施,可以直接在catch块中处理,也可以抛给上一层。这些方法之所以会抛出InterruptedException就是由于Java虚拟机在实现这些方法的时候,本身就有某种机制在判断中断标识位,如果中断了,就抛出一个InterruptedException。

你可能感兴趣的:(多线程,java技术,底层,微服务)