优雅的中断线程,是一门艺术
总所周知,Thread.stop, Thread.suspend, Thread.resume 都已经被废弃了。因为它们太暴力了,是不安全的,这种暴力中断线程是一种不安全的操作,举个栗子来说明其可能造成的问题:
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
StopThread thread = new StopThread();
thread.start();
// 休眠1秒,确保线程进入运行
Thread.sleep(1000);
// 暂停线程
thread.stop();
// thread.interrupt();
// 确保线程已经销毁
while (thread.isAlive()) { }
// 输出结果
thread.print();
}
private static class StopThread extends Thread {
private int x = 0; private int y = 0;
@Override
public void run() {
// 这是一个同步原子操作
synchronized (this) {
++x;
try {
// 休眠3秒,模拟耗时操作
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
++y;
}
}
public void print() {
System.out.println("x=" + x + " y=" + y);
}
}
}
上述代码中,run方法里是一个同步的原子操作,x和y必须要共同增加,然而这里如果调用thread.stop()方法强制中断线程,输出如下:
x=1 y=0
没有异常,也破坏了我们的预期。如果这种问题出现在我们的程序中,会引发难以预期的异常。因此这种不安全的方式很早就被废弃了。取而代之的是interrupt(),上述代码如果采用thread.interrupt()方法,输出结果如下:
x=1 y=1
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
at ThreadTest$StopThread.run(ThreadTest.java:28)
x=1,y=1 这个结果是符合我们的预期,同时还抛出了个异常,这个异常下文详说。
interrupt() 它基于「一个线程不应该由其他线程来强制中断或停止,而是应该由线程自己自行停止。」思想,是一个比较温柔的做法,它更类似一个标志位。其实作用不是中断线程,而是「通知线程应该中断了」,具体到底中断还是继续运行,应该由被通知的线程自己处理。
interrupt() 并不能真正的中断线程,这点要谨记。需要被调用的线程自己进行配合才行。也就是说,一个线程如果有被中断的需求,那么就需要这样做:
- 在正常运行任务时,经常检查本线程的中断标志位,如果被设置了中断标志就自行停止线程。
- 在调用阻塞方法时正确处理InterruptedException异常。(例如:catch异常后就结束线程。)
先看下 Thread 类 interrupt 相关的几个方法:
// 核心 interrupt 方法
public void interrupt() {
if (this != Thread.currentThread()) // 非本线程,需要检查权限
checkAccess();
synchronized (blockerLock) {
Interruptible b = blocker;
if (b != null) {
interrupt0(); // 仅仅设置interrupt标志位
b.interrupt(this); // 调用如 I/O 操作定义的中断方法
return;
}
}
interrupt0();
}
// 静态方法,这个方法有点坑,调用该方法调用后会清除中断状态。
public static boolean interrupted() {
return currentThread().isInterrupted(true);
}
// 这个方法不会清除中断状态
public boolean isInterrupted() {
return isInterrupted(false);
}
// 上面两个方法会调用这个本地方法,参数代表是否清除中断状态
private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);
首先讲 interrupt() 方法:
- interrupt 中断操作时,非自身打断需要先检测是否有中断权限,这由jvm的安全机制配置;
- 如果线程处于sleep, wait, join 等状态,那么线程将立即退出被阻塞状态,并抛出一个InterruptedException异常;
- 如果线程处于I/O阻塞状态,将会抛出ClosedByInterruptException(IOException的子类)异常;
- 如果线程在Selector上被阻塞,select方法将立即返回;
- 如果非以上情况,将直接标记 interrupt 状态;
注意:interrupt 操作不会打断所有阻塞,只有上述阻塞情况才在jvm的打断范围内,如处于锁阻塞的线程,不会受 interrupt 中断;
阻塞情况下中断,抛出异常后线程恢复非中断状态,即 interrupted = false
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new Thread(new Task("1"));
t.start();
t.interrupt();
}
static class Task implements Runnable{
String name;
public Task(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("thread has been interrupt!");
}
System.out.println("isInterrupted: " + Thread.currentThread().isInterrupted());
System.out.println("task " + name + " is over");
}
}
}
输出:
thread has been interrupt!
isInterrupted: false
task 1 is over
调用Thread.interrupted() 方法后线程恢复非中断状态
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new Thread(new Task("1"));
t.start();
t.interrupt();
}
static class Task implements Runnable{
String name;
public Task(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("first :" + Thread.interrupted());
System.out.println("second:" + Thread.interrupted());
System.out.println("task " + name + " is over");
}
}
}
输出结果:
first :true
second:false
task 1 is over
上述两种隐含的状态恢复操作,是符合常理的,因为线程标记为中断后,用户没有真正中断线程,必然将其恢复为false。理论上Thread.interrupted()调用后,如果已中断,应该执行退出操作,不会重复调用。
多线程系列目录(不断更新中):
线程启动原理
线程中断机制
多线程实现方式
FutureTask实现原理
线程池之ThreadPoolExecutor概述
线程池之ThreadPoolExecutor使用
线程池之ThreadPoolExecutor状态控制
线程池之ThreadPoolExecutor执行原理
线程池之ScheduledThreadPoolExecutor概述
线程池的优雅关闭实践