JUC并发编程之中断机制

目录

1. 中断机制

1.1 中断原理

1.2  中断方法

1.2.1 interrupt()方法

 1.2.2  isInterrupted()方法

1.2.3  Thread.interrupted()方法

1.3 正确处理中断

1.4 停止中断运行中的线程

1.4.1  volatile

1.4.2 原子类

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1. 中断机制

在并发编程中，一个线程的执行可能会被另一个线程打断，这种打断称为"中断"。中断是一种线程间的通信机制，它允许一个线程通知另一个线程，请求它停止当前的工作并进行一些其他的操作。JUC中的中断机制是通过interrupt()方法实现的。

1.1 中断原理

中断是通过线程的中断标志位来实现的。每个Java线程都有一个与之关联的boolean类型的中断标志位。当一个线程调用interrupt()方法时，它会将目标线程的中断标志位设置为true，表示该线程已被中断。然后，被中断的线程可以通过检查自己的中断状态来发现中断请求。

1.2  中断方法

1.2.1 interrupt()方法

interrupt()方法是Thread类的实例方法，用于中断当前线程或指定目标线程。它的声明如下：

public void interrupt()

 调用interrupt()方法会设置目标线程的中断标志位为true。如果目标线程正在阻塞状态（例如调用了sleep()、wait()、join()等方法），它会立即抛出InterruptedException异常，从阻塞状态返回。在线程在阻塞状态被中断抛出InterruptedException异常后，我们应该恢复中断状态。这是因为异常抛出后，中断标志位会被清除，如果我们希望后续代码能正确检测到中断状态，需要手动再次设置中断标志位。

catch (InterruptedException e) {
    // 恢复中断状态
    Thread.currentThread().interrupt();
}

 1.2.2  isInterrupted()方法

isInterrupted()方法是Thread类的实例方法，用于查询当前线程的中断状态。它的声明如下：

public boolean isInterrupted()

 调用isInterrupted()方法会返回当前线程的中断标志位。注意，调用该方法不会清除中断标志位。

1.2.3  Thread.interrupted()方法

Thread.interrupted()方法是Thread类的静态方法，用于查询当前线程的中断状态，并清除中断标志位。它的声明如下：

public static boolean interrupted()

调用Thread.interrupted()方法会返回当前线程的中断状态，并将当前线程的中断标志位重置为false。

1.3 正确处理中断

在线程执行的关键位置，我们应该检查线程的中断状态，并根据情况做出相应的响应。例如，在循环中执行某个任务时，我们可以使用isInterrupted()方法检查中断状态，并在发现线程已被中断时，及时终止循环并退出线程。

public void run() {
    while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
        // 执行任务...
    }
}

 有时候我们会将中断标志位传递给其他方法或对象，在处理完中断逻辑后，我们应该清除中断状态，以免影响后续的中断判断。可以使用Thread.interrupted()方法来清除中断标志位。

 Thread th = new Thread(() -> {
           while (!Thread.interrupted()){
               System.out.println(Thread.currentThread().getName());
               Thread.currentThread().interrupt();
           }
        }, "th");
        th.start();

1.4 停止中断运行中的线程

1.4.1  volatile

volatile是Java中的关键字，用于声明变量。它的主要作用是保证被volatile修饰的变量对于所有线程是可见的，即每次读取volatile变量都会直接从主内存中获取最新值，而不是使用线程本地的缓存值。在多线程环境下，当一个线程修改了被volatile修饰的变量的值，该值会立即更新到主内存中，并通知其他线程，其他线程读取该变量时会看到最新的值。这样保证了对该变量的修改对所有线程都是可见的。volatile还可以防止指令重排，保证被volatile修饰的变量的读写操作是有序的，不会出现意料之外的结果。

public class Test {

    private static volatile boolean key=false;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
             new Thread(()->{
                 while (true){
                     if(key){
                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "终止");
                         break;
                     }
                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 执行");
                 }
             }).start();
             
             new Thread(()->{
                 key=true;
             }).start();
    }
}

1.4.2 原子类

原子类是JUC提供的一组用于实现原子操作的工具类，它们在特定操作上保证了原子性。原子类通过CAS（Compare and Swap）算法实现原子操作，CAS是一种乐观锁技术，它能够在不使用锁的情况下实现线程安全的并发操作。

常用的原子类包括：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean等。

public class Test {

    private static AtomicBoolean atomicBoolean=new AtomicBoolean(false);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
             new Thread(()->{
                 while (true){
                     if(atomicBoolean.get()){
                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "终止");
                         break;
                     }
                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 执行");
                 }
             }).start();

             new Thread(()->{
                atomicBoolean.set(true);
             }).start();
    }
}

第三种情况就是使用文章一开始介绍的中断方法。这里省略。