两阶段终止模式：如何优雅地终止线程？

如何理解两阶段终止模式

Java 语言的 Thread 类中曾经提供了一个 stop() 方法，用来终止线程，现在已不建议使用，原因是这个方法要求线程立即终止，被终止的线程没有机会料理后事。既然不建议使用 stop() 方法，又该如何优雅地终止线程呢？
Java有一套成熟的方案，叫两阶段终止模式。就是将终止过程分成两个阶段，其中第一个阶段主要是线程 T1 向线程 T2发送终止指令，而第二阶段则是线程 T2响应终止指令。

两阶段终止模式示意图

Java语言的终止指令是什么

Java 中的线程状态转换图

从这个图里你会发现，Java 线程进入终止状态的前提是线程进入 RUNNABLE 状态，而实际上线程也可能处在休眠状态，也就是说，我们要想终止一个线程，首先要把线程的状态从休眠状态转换到 RUNNABLE 状态。如何做到呢？这个要靠 Java Thread 类提供的interrupt() 方法，它可以将休眠状态的线程转换到 RUNNABLE 状态。

线程转换到 RUNNABLE 状态之后，我们如何再将其终止呢？RUNNABLE 状态转换到终止状态，优雅的方式是让 Java 线程自己执行完 run() 方法，所以一般我们采用的方法是设置一个标志位，然后线程会在合适的时机检查这个标志位，如果发现符合终止条件，则自动退出 run() 方法。这个过程其实就是我们前面提到的第二阶段：响应终止指令。

综合上面这两点，我们能总结出终止指令，其实包括两方面内容：interrupt() 方法和线程终止的标志位。

用两阶段终止模式终止监控操作

实际工作中，有些监控系统需要动态地采集一些数据，一般都是监控系统发送采集指令给被监控系统的监控代理，监控代理接收到指令之后，从监控目标收集数据，然后回传给监控系统，详细过程如下图所示。出于对性能的考虑，动态采集功能一般都会有终止操作。

动态采集功能示意图

下面的示例代码是监控代理简化之后的实现：

class Proxy {
  // 设置自己的线程终止标志位。在线程的 run() 方法中如果调用第三方类库提供的方法，我们没有办法保证第三方类库正确处理了线程的中断异常，例如第三方类库在捕获到 Thread.sleep() 方法抛出的中断异常后，没有重新设置线程的中断状态，那么就会导致线程不能够正常终止。
  volatile boolean terminated = false;
  boolean started = false;
  // 采集线程
  Thread rptThread;
  // 启动采集功能
  synchronized void start(){
    // 不允许同时启动多个采集线程
    if (started) {
      return;
    }
    started = true;
    terminated = false;
    rptThread = new Thread(()->{
      while (!terminated){
        // 省略采集、回传实现
        report();
        // 每隔两秒钟采集、回传一次数据
        try {
          Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e){
          // 重新设置线程中断状态
          Thread.currentThread().interrupt();
        }
      }
      // 执行到此处说明线程马上终止
      started = false;
    });
    rptThread.start();
  }
  // 终止采集功能
  synchronized void stop(){
    // 设置中断标志位
    terminated = true;
    // 中断线程 rptThread
    rptThread.interrupt();
  }
}

如何优雅地终止线程池

线程池提供了两个方法：shutdown()和shutdownNow()。这两个方法有什么区别呢？
shutdown()：线程池执行 shutdown() 后，会拒绝接收新的任务，但是会等待线程池中正在执行的任务和已经进入阻塞队列的任务都执行完之后才最终关闭线程池。

shutdownNow() ：线程池执行 shutdownNow() 后，会拒绝接收新的任务，同时还会中断线程池中正在执行的任务，已经进入阻塞队列的任务也被剥夺了执行的机会，不过这些被剥夺执行机会的任务会作为 shutdownNow() 方法的返回值返回。因为 shutdownNow() 方法会中断正在执行的线程，所以提交到线程池的任务，如果需要优雅地结束，就需要正确地处理线程中断。

shutdown() 和 shutdownNow() 方法实质上使用的也是两阶段终止模式，只是终止指令的范围不同而已，前者只影响阻塞队列接收任务，后者范围扩大到线程池中所有的任务。