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Interrupt中断机制

Posted on By Marin



Interrupt

线程的thread.interrupt()方法是中断线程,将会设置该线程的中断状态位,即设置为true,中断的结果线程是死亡、还是等待新的任务或是继续运行至下一步,就取决于这个程序本身。线程会不时地检测这个中断标示位,以判断线程是否应该被中断(中断标示值是否为true)。它并不像stop方法那样会中断一个正在运行的线程。

判断一个线程是否被中断

判断某个线程是否已被发送过中断请求,请使用Thread.currentThread().isInterrupted()方法(因为它将线程中断标示位设置为true后,不会立刻清除中断标示位,即不会将中断标设置为false),而不要使用thread.interrupted()(该方法调用后会将中断标示位清除,即重新设置为false)方法来判断

如何中断线程

1、使用中断信号量中断非阻塞的线程

中断线程最好的,最受推荐的方式是,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,然后有秩序地中止任务。

public class VariableThread extends Thread{
    static volatile boolean stop=false;//保证信号量的可见性

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread=new VariableThread();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("start interrupt...");
        stop=true;
        System.out.println("stop interrupt...");
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!stop){
            System.out.println("start thread...");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
         System.out.println("stop thread...");
    }
}

运行结果:



2、使用interrupt中断非阻塞线程

上面是中断一个非阻塞状态的线程的常见做法,但对非检测isInterrupted()条件会更简洁:

public class InterruptThread extends Thread{

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread=new InterruptThread();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("start interrupt...");
        thread.interrupt();
        System.out.println("stop interrupt...");
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
            System.out.println("start thread...");
            long starttime=System.currentTimeMillis();
            while(System.currentTimeMillis()-starttime<1000){

            }
        }
        System.out.println("stop thread...");
    }
}

运行结果:



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。

3、使用interrupt中断阻塞线程

Thread.interrupt()方法不会中断一个正在运行的线程。这一方法实际上完成的是,设置线程的中断标示位,在线程受到阻塞的地方(如调用sleep、wait、join等地方)抛出一个异常InterruptedException,并且中断状态也将被清除,这样线程就得以退出阻塞的状态。

Object.wait, Thread.sleep方法,会不断的轮询监听 interrupted 标志位,发现其设置为true后,会停止阻塞并抛出 InterruptedException异常。

但interrupt只是设置线程的中断标示位,抛出异常后会退出阻塞状态同时将标示位置false,可以通过对异常的处理决定中不中断线程;

不中断线程的方式:

public class InterruptThread extends Thread{

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread=new InterruptThread();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("start interrupt...");
        thread.interrupt();
        System.out.println("stop interrupt...");
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
            System.out.println("start thread...");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("stop thread...");
    }
}

运行结果:



中断线程的方式:

public class InterruptThread extends Thread{

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread=new InterruptThread();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("start interrupt...");
        thread.interrupt();
        System.out.println("stop interrupt...");
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
            System.out.println("start thread...");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println(Thread.currentThread().isInterrupted());
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
        System.out.println("stop thread...");
    }
}

运行结果:



对于异常的处理方式,不要在你的底层代码里捕获InterruptedException异常后不处理,会处理不当;
如果你不知道抛InterruptedException异常后如何处理,那么你有如下好的建议处理方式:
1、在catch子句中,调用Thread.currentThread.interrupt()来设置中断状态(因为抛出异常后中断标示会被清除),让外界通过判断Thread.currentThread().isInterrupted()标示来决定是否终止线程还是继续下去,应该这样做:
2、更好的做法就是,不使用try来捕获这样的异常,让方法直接抛出;


注,synchronized在获锁的过程中是不能被中断的,意思是说如果产生了死锁,则不可能被中断(请参考后面的测试例子)。与synchronized功能相似的reentrantLock.lock()方法也是一样,它也不可中断的,即如果发生死锁,那么reentrantLock.lock()方法无法终止,如果调用时被阻塞,则它一直阻塞到它获取到锁为止。但是如果调用带超时的tryLock方法reentrantLock.tryLock(long timeout, TimeUnit unit),那么如果线程在等待时被中断,将抛出一个InterruptedException异常,这是一个非常有用的特性,因为它允许程序打破死锁。你也可以调用reentrantLock.lockInterruptibly()方法,它就相当于一个超时设为无限的tryLock方法。

4、死锁状态的线程没办法中断

中断处于死锁状态的两个线程,但这两个线都没有收到任何中断信号(抛出异常),所以interrupt()方法是不能中断死锁线程的,因为锁定的位置根本无法抛出异常;

public class DeadThread{
    public static void main(String[] args) {
        final Lock lock1=new ReentrantLock();
        final Lock lock2=new ReentrantLock();
        Thread thread1=new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                method(lock1,lock2);
            }
        };
        Thread thread2=new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                method(lock2,lock1);
            }
        };
        thread1.start();
        thread2.start();
        System.out.println("start interrupt...");
        thread1.interrupt();
        thread2.interrupt();
        System.out.println("stop interrupt....");

    }

    public static void method(Lock lock1,Lock lock2) {
        lock1.lock();
        System.out.println("lock1.lock...");
        long starttime=System.currentTimeMillis();
        while(System.currentTimeMillis()-starttime<1000){

        }
        lock2.lock();
        System.out.println("lock2.lock");
    }
}

运行结果:



5、中断I/O操作

如果线程在I/O操作进行时被阻塞,又会如何?I/O操作可以阻塞线程一段相当长的时间,特别是牵扯到网络应用时。例如,服务器可能需要等待一个请求(request),又或者,一个网络应用程序可能要等待远端主机的响应。

实现此InterruptibleChannel接口的通道是可中断的:如果某个线程在可中断通道上因调用某个阻塞的 I/O 操作(常见的操作一般有这些:serverSocketChannel. accept()、socketChannel.connect、socketChannel.open、socketChannel.read、socketChannel.write、fileChannel.read、fileChannel.write)而进入阻塞状态,而另一个线程又调用了该阻塞线程的 interrupt 方法,这将导致该通道被关闭,并且已阻塞线程接将会收到ClosedByInterruptException,并且设置已阻塞线程的中断状态。另外,如果已设置某个线程的中断状态并且它在通道上调用某个阻塞的 I/O 操作,则该通道将关闭并且该线程立即接收到 ClosedByInterruptException;并仍然设置其中断状态。

如果你正使用通道(channels)(这是在Java 1.4中引入的新的I/O API),那么被阻塞的线程将收到一个ClosedByInterruptException异常。但是,你可能正使用Java1.0之前就存在的传统的I/O,而且要求更多的工作。既然这样,Thread.interrupt()将不起作用,因为线程将不会退出被阻塞状态。尽管interrupt()被调用,线程也不会退出被阻塞状态,比如ServerSocket的accept方法根本不抛出异常。

很幸运,Java平台为这种情形提供了一项解决方案,即调用阻塞该线程的套接字的close()方法。在这种情形下,如果线程被I/O操作阻塞,当调用该套接字的close方法时,该线程在调用accept地方法将接收到一个SocketException(SocketException为IOException的子异常)异常,这与使用interrupt()方法引起一个InterruptedException异常被抛出非常相似,(注,如果是流因读写阻塞后,调用流的close方法也会被阻塞,根本不能调用,更不会抛IOExcepiton,此种情况下怎样中断?我想可以转换为通道来操作流可以解决,比如文件通道)。

public class IOInterrupt extends Thread{
    volatile ServerSocket serverSocket;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
        IOInterrupt thread=new IOInterrupt();
        thread.start();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("start interrupt...");
        thread.interrupt();
        thread.serverSocket.close();
        System.out.println("stop interrupt...");
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            serverSocket=new ServerSocket(8888);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            System.out.println("start accept...");
            try {
                serverSocket.accept();
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(Thread.currentThread().isInterrupted());
            }
        }
        System.out.println("stop accept...");
    }
}

运行结果:



小结:

1、没有任何语言方面的需求一个被中断的线程应该终止。中断一个线程只是为了引起该线程的注意,被中断线程可以决定如何应对中断。

2、对于处于sleep,join等操作的线程,如果被调用interrupt()后,会抛出InterruptedException,然后线程的中断标志位会由true重置为false,因为线程为了处理异常已经重新处于就绪状态。

3、不可中断的操作,包括进入synchronized段以及Lock.lock(),inputSteam.read()等,调用interrupt()对于这几个问题无效,因为它们都不抛出中断异常。如果拿不到资源,它们会无限期阻塞下去。

对于Lock.lock(),可以改用Lock.lockInterruptibly(),可被中断的加锁操作,它可以抛出中断异常。等同于等待时间无限长的Lock.tryLock(long time, TimeUnit unit)。

对于inputStream等资源,有些(实现了interruptibleChannel接口)可以通过close()方法将资源关闭,对应的阻塞也会被放开。



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