java线程技术7_线程中断

1.中断概述
      在多线程编程中经常会遇到需要中止线程的情况，比如启动多个线程去数据库中搜索，如果有一个线程返回了结果，其他线程就可以取消了。

中断线程的三个相差函数
            1.通过成员方法Thread.interrupt()来设置中断状态为true
             2.通过成员方法Thread.isInterrupted()来获取中断状态
             3.通过静态方法Thread.interrupted()来获取中断状态，并且清除中断状态（当然获取的是清除之前的值），也就是说连续两次调用此方法，第二次一定会返回false。

对正在运行的线程调用 interrupt()，并不会使线程停止运行，而只是 让线程暂停一会，详见《 例1：中断但不停止线程的运行 》。 因为 Thread.interrupt() 对正在运行的线程是不起作用的，只有对阻塞的线程有效 。

离开线程有三种常用的方法：
1.在阻塞操作时如Thread.sleep()时被中断会抛出InterruptedException
        Thread.interrupt() 方法实际上只是设置了一个中断状态，当该线程由于下列原因而受阻时，这个中断状态就起作用了：
      （1）如果线程在调用 Object 类的 wait()、wait(long) 或 wait(long, int) 方法，或者该类的 join()、join(long)、join(long, int)、sleep(long) 或 sleep(long, int) 方法过程中受阻，则其 中断状态将被清除 ，它还将收到一个InterruptedException异常。这个时候，我们可以通过捕获 InterruptedException异常来终止线程的执行，具体可以通过return等退出或改变共享变量的值使其退出。
      详见《 例2：线程在sleep时调用interrupt 》

      （2）如果该线程在可 中断的通道上的 I/O 操作 中受阻，则该通道将被关闭，该线程的中断状态将被设置并且该线程将收到一个 ClosedByInterruptException，而不是InterruptedException 异常。
      
      （3）如果使用Java1.0之前就存在的 传统的I/O操作 ，并且线程处于阻塞状态，Thread.interrupt()将不起作用，线程并不能退出阻塞状态。
               例如对于socket，通过调用阻塞该线程的套接字的close()方法。如果线程被I/O操作阻塞，该线程将接收到一个 SocketException异常 ，这与使用interrupt()方法引起一个InterruptedException异常被抛出非常相似。
      详见《 例6：通过SocketException异常中断阻塞线程 》

2.Thread.interrupted()检查是否发生中断
      对于正在运行的线程，如果调用thread.interrupt()。可以通过 T hread.interrupted()能告诉你线程是否发生中断,并将清除中断状态标记，所以程序不会两次通知你线程发生了中断。 
      详见《 例3：通过interrupted中断线程 》

      如果sleep和interrupted检查结合使用，可能会产生两个结果。
      详见《 例4： 通过interrupted和sleep中断线程，停止线程的执行 》

3.使用共享变量控制
      使用共享变量（shared variable）发出信号，告诉线程必须停止正在运行的任务。线程必须周期性的核查这一变量（尤其在冗余操作期间），然后有秩序地中止任务。
      详见《 例5：通过共享变量中断线程，停止线程的执行 》

      这个方法虽然给予线程机会进行必要的清理工作，这在任何一个多线程应用程序中都是绝对需要的。请确认将共享变量定义成volatile 类型或将对它的一切访问封入同步的块/方法（synchronized blocks/methods）中。

      但是，当线程等待某些事件发生而被阻塞，又会发生什么？当然， 如果线程被阻塞，它便不能核查共享变量，也就不能停止。
      他们都可能永久的阻塞线程。即使发生超时，在超时期满之前持续等待也是不可行和不适当的，所以，要使用某种机制使得线程更早地退出被阻塞的状态。

总结
      不存在这样一种机制对所有的情况都适用，但是，根据情况不同却可以使用特定的技术。
      详见《 java线程技术8_线程中断最佳实践 》
      
例1：中断但不停止线程的运行
假设我们想中断一个正在执行的线程。代码 如下

 /**
  * 中断一个正在执行的线程，但是并未实现中断.
  * @version V1.0 ,2011-4-15
  * @author xiahui
  */
 public class InterruptThread1 extends Thread {
     private double d = 0.0;
     public void run() {
         // 死循环执行打印"I am running!" 和做消耗时间的浮点计算
         while (true) {
             System.out.println("I am running!");

             for (int i = 0; i < 900000; i++) {
                 d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
             }
             // 给线程调度器可以切换到其它进程的信号
             Thread.yield();
         }
     }
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         // 将任务交给一个线程执行
         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
         t.start();
         // 运行一断时间中断线程
         Thread.sleep(100);
         System.out.println("****************************");
         System.out.println("Interrupted Thread!");
         System.out.println("****************************");
         t.interrupt();
     }
 }

运行结果

 I am
 I am
 I am
 ****************************
 Interrupted
 ****************************
 I am
 I am

从结果可以看出，中断的调用并未让线程停止。

例2：线程在sleep时调用interrupt，停止线程的运行

 /**
  * 通过线程sleep时调用Interrupt引发异常，停止线程的运行.
  * @version V1.0 ,2011-4-15
  * @author xiahui
  */
 public class InterruptThread1 extends Thread {
     private double d = 0.0;

     public void run() {
     try {
         // 死循环执行打印"I am running!" 和做消耗时间的浮点计算
         while (true) {
             System.out.println("I am running!");

             for (int i = 0; i < 900000; i++) {
                 d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
             }
             //休眠一断时间,中断时会抛出InterruptedException
             Thread.sleep(50);
         }
      }catch (InterruptedException e) {
          System.out.println("InterruptThread1.run() interrupted!");
     }
     }

     public static void main(String[] args) throws Exception {
         // 将任务交给一个线程执行
         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
         t.start();

         // 运行一断时间中断线程
         Thread.sleep(100);
         System.out.println("****************************");
         System.out.println("Interrupted Thread!");
         System.out.println("****************************");
         t.interrupt();
     }
 }

运行结果

 I am running!
 ****************************
 Interrupted Thread!
 ****************************
 I am running!
 ATask.run() interrupted!

例3：通过interrupted中断线程

 /**
  * 通过interrupted中断线程，停止线程的执行.
  *
  * @version V1.0 ,2011-4-15
  * @author xiahui
  */
 public class InterruptThread1 extends Thread {
     private double d = 0.0;

     public void run() {
         // 检查程序是否发生中断
         while (!Thread.interrupted()) {
             System.out.println("I am running!");

             for (int i = 0; i < 900000; i++) {
                 d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
             }
         }
     }

     public static void main(String[] args) throws Exception {
         // 将任务交给一个线程执行
         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
         t.start();

         // 运行一断时间中断线程
         Thread.sleep(100);
         System.out.println("****************************");
         System.out.println("Interrupted Thread!");
         System.out.println("****************************");
         t.interrupt();
     }
 }

运行结果

 I am running!
 I am running!
 ****************************
 Interrupted Thread!
 ****************************

例4： 通过interrupted和sleep中断线程，停止线程的执行

 /**
  * 通过interrupted和sleep中断线程，停止线程的执行.
  *
  * @version V1.0 ,2011-4-15
  * @author xiahui
  */
 public class InterruptThread1 extends Thread {
     private double d = 0.0;

     public void run() {
         try {
             // 检查程序是否发生中断
             while (!Thread.interrupted()) {
                 System.out.println("I am running!");
                 // before sleep
                 Thread.sleep(20);
                 //after sleep
                 System.out.println("Calculating");
                 for (int i = 0; i < 900000; i++) {
                     d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
                 }
             }

         } catch (InterruptedException e) {
             System.out.println("InterruptThread1.run() Exception!");
         }

         System.out.println("InterruptThread1.run() end!");
     }

     public static void main(String[] args) throws Exception {
         // 将任务交给一个线程执行
         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
         t.start();

         // 运行一断时间中断线程
         Thread.sleep(200);
         System.out.println("****************************");
         System.out.println("Interrupted Thread!");
         System.out.println("****************************");
         t.interrupt();
     }
 }

运行结果1

 I am running!
 Calculating
 I am running!
 ****************************
 Interrupted Thread!
 ****************************
 InterruptThread1.run() Exception!
 InterruptThread1.run() end!

运行结果2

 I am running!
 Calculating
 ****************************
 Interrupted Thread!
 ****************************
 InterruptThread1.run() end!

如果在睡眠之前产生中断，则调用Thread.sleep()时抛出InterruptedException，结束线程，参见运行结果1
如果在睡眠之后产生中断，则线程会继续执行到下一次while判断中断状态时，结束线程，参见运行结果2

例5：通过共享变量中断线程，停止线程的执行

 /**
  * 通过共享变量中断线程，停止线程的执行.
  * @version V1.0 ,2011-4-15
  * @author xiahui
  */
 public class InterruptThread1 extends Thread {
     private double d = 0.0;
     volatile boolean stop = false;

     public void run() {
         // 检查程序是否发生中断
         while (!stop) {
             System.out.println("I am running!");

             for (int i = 0; i < 900000; i++) {
                 d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
             }
         }
         //做一些清理工作
         System.out.println( "Thread is exiting under request..." );
     }

     public static void main(String[] args) throws Exception {
         // 将任务交给一个线程执行
         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
         t.start();

         // 运行一断时间中断线程
         Thread.sleep(100);
         System.out.println( "Asking thread to stop..." );
         t.stop = true;

         Thread.sleep(1000 );
         System.out.println( "Stopping application..." );
     }
 }

例6：通过SocketException异常中断阻塞线程

 import java.io.IOException;
 import java.net.ServerSocket;
 import java.net.Socket;

 /**
  * 通过SocketException异常中断阻塞线程.
  * @version V1.0 ,2011-4-17
  * @author xiahui
  */
 public class InterruptThread2 extends Thread {
     volatile boolean stop = false;
     volatile ServerSocket socket;

     public void run() {
         try {
             socket = new ServerSocket(7856);
         } catch (IOException e) {
             System.out.println("Could not create the socket...");
             return;
         }
         while (!stop) {
             System.out.println("Waiting for connection...");
             try {
                 Socket sock = socket.accept();
             } catch (IOException e) {
                 System.out.println("accept() failed or interrupted...");
             }
         }
         System.out.println("Thread exiting under request...");
     }

     public static void main(String args[]) throws Exception {
         InterruptThread2 thread = new InterruptThread2();
         System.out.println("Starting thread...");
         thread.start();
         Thread.sleep(3000);
         System.out.println("Asking thread to stop...");

         /*由于线程处理阻塞状态，interrupt不产生任何作用*/
         //System.out.println( "Interrupting thread..." );
         //thread.interrupt();

         thread.stop = true;
         thread.socket.close();
         Thread.sleep(3000);
         System.out.println("Stopping application...");

     }
 }

运行结果

 Starting thread...
 Waiting for connection...
 Asking thread to stop...
 accept() failed or interrupted...
 Thread exiting under request...
 Stopping application...