JAVA多线程之中断机制及处理中断的方法

时间:2023-03-20 大熊猫同学人气:0

一，介绍

这篇文章主要记录使用 interrupt() 方法中断线程，以及如何对InterruptedException进行处理。感觉对InterruptedException异常进行处理是一件谨慎且有技巧的活儿。

由于使用stop()方法停止线程非常的暴力，人家线程运行的好好的，突然就把人家杀死了，线程占用的锁被强制释放，极易导致数据的不一致性。可参考这篇文章对stop()方法的介绍。

因此，提出了一种温和的方式：请求另外一个线程不要再执行了，这就是中断方式。

二，中断及如何响应中断？

如何优雅地响应中断真的是太高深了，看到这篇文章：Java 理论与实践: 处理 InterruptedException就吓了一跳。下面只是记录一些最简单的我对响应中断的理解。

假设某个线程要不停地处理某件事情(比如 i 一直自增)，但是还有个要求：在处理事情前，先要检查下这个线程是否被中断，如果已经被中断，处理就应该结束。

下面是一些例子，这些例子摘自书本：

public class Run {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            MyThread thread = new MyThread();
            thread.start();
            Thread.sleep(20);//modify 2000 to 20
            thread.interrupt();//请求中断MyThread线程
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("main catch");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("end!");
    }
}

main线程睡眠20ms后，执行第8行中断MyThread线程。

在《java并发编程实战》中有一句话：“对中断操作的正确理解是：它并不会真正地中断一个线程，而只是发出中断请求，然后由线程在下一个合适的时刻中断自己”。以上面的示例对这句话作一个解读，如下：

1、main线程向 MyThread线程发出了中断请求

2、假如 MyThread线程此刻正在执行第10行，打印。对于 MyThread线程来说，此时并不是一个“合适”的时刻。因为：既然执行到了 println语句的地方，那就应该把 i的值打印出来，这样才是一种“一致的状态”。关于一致状态的理解，可参考书中的一段话：（在 java中没有一种安全的抢占式方法来停止线程，而是一种“协作”方式，它能够使用“共享的数据结构”尽可能地处于一致的状态）

3、既然第10行不是一个合适的时刻，那么：“下一个合适的时刻”到底在哪里？答案就是：第6行的 if语句。因为在第6行，MyThread线程检测到了 main线程的中断请求，于是：break for循环，满足程序的“执行语义”。在这里，执行语义是：遍历一次 for循环，就打印出 i

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 0; i < 500000; i++) {
            if (this.interrupted()) {
                System.out.println("should be stopped and exit");
                break;
            }
            System.out.println("i=" + (i + 1));
        }
        System.out.println("this line is also executed. thread does not stopped");//尽管线程被中断,但并没有结束运行。这行代码还是会被执行
    }
}

当MyThread获得CPU执行时，第6行的 if 测试中，检测到中断标识被设置。即MyThread线程检测到了main线程想要中断它的请求。

大多数情况下，MyThread检测到了中断请求，对该中断的响应是：退出执行（或者说是结束执行）。

但是，上面第5至8行for循环，是执行break语句跳出for循环。但是，线程并没有结束，它只是跳出了for循环而已，它还会继续执行第12行的代码....

因此，我们的问题是，当收到了中断请求后，如何结束该线程呢？

一种可行的方法是使用 return 语句而不是 break语句。。。。。哈哈。。。

当然，一种更优雅的方式则是：抛出InterruptedException异常。

看下面MyThread类的代码：

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        try{
            for (int i = 0; i < 500000; i++) {
                if (this.interrupted()) {
                    System.out.println("should be stopped and exit");
                    throw new InterruptedException();
                }
                System.out.println("i=" + (i + 1));
            }
            System.out.println("this line cannot be executed. cause thread throws exception");//这行语句不会被执行!!!
        }catch(InterruptedException e){
            System.out.println("catch interrupted exception");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

当MyThread线程检测到中断标识为true后，在第9行抛出InterruptedException异常。这样，该线程就不能再执行其他的正常语句了(如，第13行语句不会执行)。这里表明：interrupt()方法有两个作用，一个是将线程的中断状态置位(中断状态由false变成true)；另一个则是：让被中断的线程抛出InterruptedException异常。

这是很重要的。这样，对于那些阻塞方法(比如 wait() 和 sleep())而言，当另一个线程调用interrupt()中断该线程时，该线程会从阻塞状态退出并且抛出中断异常。这样，我们就可以捕捉到中断异常，并根据实际情况对该线程从阻塞方法中异常退出而进行一些处理。

比如说：线程A获得了锁进入了同步代码块中，但由于条件不足调用 wait() 方法阻塞了。这个时候，线程B执行 threadA.interrupt()请求中断线程A，此时线程A就会抛出InterruptedException，我们就可以在catch中捕获到这个异常并进行相应处理(比如进一步往上抛出)

因此，上面就是一个采用抛出异常的方式来结束线程的示例。尽管该示例的实用性不大。原因在 IBM的这篇博文中：我们生吞了中断。

在第14行，我们直接catch了异常，然后打印输出了一下而已，调用栈中的更高层的代码是无法获得关于该异常的信息的。

第16行的e.printStackTrace()作用就相当于

“（仅仅记录 InterruptedException 也不是明智的做法，因为等到人来读取日志的时候，再来对它作出处理就为时已晚了。）”---摘自参考博文

上面我们是在run()方法中抛出异常，符合这里描述的：

有时候抛出 InterruptedException 并不合适，例如当由 Runnable 定义的任务调用一个
可中断的方法时，就是如此。在这种情况下，不能重新抛出 InterruptedException，但是
您也不想什么都不做。当一个阻塞方法检测到中断并抛出 InterruptedException 时，它
清除中断状态。如果捕捉到 InterruptedException 但是不能重新抛出它，那么应该保留
中断发生的证据，以便调用栈中更高层的代码能知道中断，并对中断作出响应。该任务可以
通过调用 interrupt() 以 “重新中断” 当前线程来完成，如清单 3 所示。 -----“摘自参考博文”

因为，run方法是实现的Runnable接口中的方法。不能像下面这样定义，也即上面所说的：“不能重新抛出InterruptedException”。

 @Override
        public void run() throws InterruptedException{//这是错误的
          //do something...

因此，一个更好的解决方案是：调用 interrupt() 以 “重新中断” 当前线程。改进MyThread类中catch异常的方式，如下：

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        try{
            for (int i = 0; i < 500000; i++) {
                if (this.interrupted()) {
                    System.out.println("should be stopped and exit");
                    throw new InterruptedException();
                }
                System.out.println("i=" + (i + 1));
            }
            System.out.println("this line cannot be executed. cause thread throws exception");
        }catch(InterruptedException e){
            /**这样处理不好
             * System.out.println("catch interrupted exception");
             * e.printStackTrace();
             */
             Thread.currentThread().interrupt();//这样处理比较好
        }
    }
}

这样，就由生吞异常变成了将异常事件进一步扩散了。

参考博文：Java 理论与实践: 处理 InterruptedException

参考书籍：《Java多线程编程核心技术》

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