Java多线程系列篇之中断机制

简介: Java多线程系列篇之中断机制:我们平时在使用多线程的时候都会遇到有可能需要中断线程操作,java提供了Thread.interrupted方法,但是就是简单调用就能中断线程了吗?下面带大家来看看具体如何用正确的姿势去中断线程

引入

蚂蚁金服面试题:如何停止、中断一个运行中的线程?

image.png

holdsLock(objectobj)

staticboolean

Reburstruejandonyithecurentthrdhodshemontoockheje

interrupt)

void

Interruptsthisthread.

interruptedO

staticboolean

Testswhetherthecurrentthreadhasbeeninterrupte

isAlive()

boolean

Testsifthisthreadisalive

isDaemon)

boolean

Testsjfthisthreadisadaemonthread.

isInterrupted)

booLean

Testswhetherthisthreadhasbeeninterruptd.

如果直接回答 interrupt 那就爆炸了💥,答案绝对是错误的,这就是对底层运行机制的不了解,所以我们首先要搞清楚这几个API的异同点


方法名

返回值

作用描述

interrupt

void

一个实例方法,仅仅是将置标志符为true,不会停止线程

interrupted

boolean(静态方法)

判断此线程是否被中断,并且清除当前中断状态,这个方法主要做了2件事:

1、返回当前线程的中断状态

2、将当前线程的中断状态设置为false

*这个方法有点不好理解,因为连续调用2次的结果可能不一样

isInterrupted

boolean

判断当前线程是否被中断(通过检测中断标识位置)

中断协商机制

首先,一个线程不应该由其他线程来强制中断或者停止,而是应该由线程自己自行停止

所以,Thread.stop、Thread.suspend、Thread.resume 都已经废弃了

其次,在Java中没有办法立刻停止一条线程,然而停止线程却是很重要的,如取消一个耗时的操作。因此,Java提供了一种用于停止线程的机制--中断

中断协商机制并不是立刻+马上+now,stop一个线程

中断只是一种协商机制,Java并没有给中断增加任何语法,中断的过程完全是需要程序员自行实现。若需要中断一个线程,你需要手动调用该线程的Interrupt方法,该方法也仅仅是将线程对象中断的标识为设置为True;接着你需要自己写代码不断的检测当前线程的表示为,如果为True表示为中断,为false表示为未中断;

通过调用线程对象的interrupt方法将该线程的标识位置为true,可以在别的线程中调用,也可以在自己的线程中调用

中断Demo

volatile实现

通过volatile的可见性实现线程中断

AtomicBoolean实现

通过原子类进行实现

Thread类API实现

通过interrupt进行实现

packagecom.gzczy.concurrent.thread.interrupted;
importjava.util.concurrent.TimeUnit;
importjava.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
/*** @Description 停止线程三种方法* @Author chenzhengyu* @Date 2021-03-21 15:22*/publicclassSTWThreadDemo {
privatestaticvolatilebooleanflag=true;
privatestaticAtomicBooleanatomicBoolean=newAtomicBoolean(true);
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsException{
Threadt1=newThread(() -> {
//demo1();//demo2();demo3();
        },"t1");
t1.start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
newThread(()->{
//flag = false;//atomicBoolean.compareAndSet(true,false);t1.interrupt();
        }).start();
    }
/*** 第一种:使用volatile关键字进行停止*/publicstaticvoiddemo1(){
while (flag){
System.out.println("正在运行");
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedExceptione) {
e.printStackTrace();
            }
        }
    }
/*** 第二种:通过原子类*/publicstaticvoiddemo2(){
while (atomicBoolean.get()){
System.out.println("正在运行");
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedExceptione) {
e.printStackTrace();
            }
        }
    }
/*** 第三种:通过interrupt方法进行打断*/publicstaticvoiddemo3(){
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()){
System.out.println("正在运行");
        }
    }
}

源码分析

image.png

Lnterruptsthisthread.

抛出打断异常并且清除

打断标记的方法

unlessthecurentthreadisinteruptingewhiw

MhAdOtHStEISk

"fthisthreadisblockedinniocah

methodsorthedbjectdassorofthejoino,oino.

steep(long,int),mhhu

receiveanInterruptedException.

"thisthreadisblockedirotth

sinterruptstatuswillbesetandthethreadwillreceiveajaya

beclosed,thethread'sin

channeLs.ClosedByInterruptException.

"thisthreadisblockedinjva

BEsEtANdWILYUNMMYM

justasiftheselector'swakeupmethodweinvoked.

"fnoneofthepreviousconditionhodhhihuaue

interruptingathreadthatisnotaliveneednothaveanyeffect.

ThrowS:SecUrityExCePtion-ifthecurrnttheadcanotmodifythistha

publicvoidinterruptO

if(thisThread.currentThreadO)

checKACCeSsO;

(blockerlock)f

Synchronized

Interruptiblebablocker

if(6去

nul1)0

Justtosettheinterruptflag

interruptoOi

b.interrupt

thread:thisi

return;

]

]

Q

interrupto

image.png

Testswhetherthecurrentthreadhasbeninterupted.Trupredstatusthethreadis

dleardbythismethodiwmwwc

SECONCALWOUDRUMASEUMLSSTHECUREnTTHEADWEERUPLeDAINATERIhETSTCAL

hadcleareditsinterruptedstatusandbeforethesecondcalhadexaminedi)

Athreadinteruptionignoredbecauseathdwnalveathemeoftheintutwie

reflectedbythismethodreturningfalse.

Returns:trueifthecurrentthreadhasbeeninterrupted;falseotherwise.

SeeAIsO:isInterruptedO

interruptedOf

staticboolean

public

returncurrentThreadO.isInterrupted

ClearInterrupted:

true

Testswhetherthisthreadhasbeninterupe.Thdhhdsfed

bythismethod.

Athreadinteruptionignredeauseathdwasnotvetthhie

reflectedbythismethodreturningfalse.

RetuRnS:trueifthisthreadhasbeeninterrupted;falseotherwise

SeeAlso:interruptedO

@Contract(oure-true)

;泸

isInterruptedClearlnterrupted:false

booLeanlisInterruptedofretun

public

TestsisomeThreedhasbeeninteruplec.nbd

oFClearlnterruptedthatispassed

底层都是调用此方法

privatenativebooLeanisntruptedbooLeanCLearInterrupteD)i

具体来说,当对一个线程,调用interrupt()时

  • 如果线程处于正常活跃的状态,那么将会该线程的中断标识设置为true,也就仅此而已,被设置中断标识的线程会继续运行,不受影响。所以调用调用interrupt()时,需要被调用的线程自己进行配合才行
  • 如果线程处于阻塞状态(如图1代码所示)sleep、wait、join等状态,在别的线程中调用当前对象的interrupt()时,线程会立刻退出阻塞状态,并且抛出InterruptedException异常


生产案例

故障代码

在生产上,我们不能单纯的以为Interrupt能够中断线程,这只是一种协商机制,请看下面案例

packagecom.gzczy.concurrent.thread.interrupted;
importjava.util.concurrent.TimeUnit;
/*** @Description 线程中断demo* @Author chenzhengyu* @Date 2021-03-21 15:49*/publicclassInterruptErrorDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsException{
Threadt1=newThread(() -> {
CanNotStop();
        }, "t1");
t1.start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
Threadt2=newThread(()->{
t1.interrupt();
        },"t2");
t2.start();
    }
/*** 抛出异常后仍然 无法正常打断*/publicstaticvoidCanNotStop(){
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
System.out.println("Running.....");
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedExceptione) {
e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果

Running.....
Running.....
Running.....
java.lang.InterruptedException: sleepinterruptedatjava.lang.Thread.sleep(NativeMethod)
atjava.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)
atjava.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)
atcom.gzczy.concurrent.thread.interrupted.InterruptErrorDemo.CanNotStop(InterruptErrorDemo.java:31)
atcom.gzczy.concurrent.thread.interrupted.InterruptErrorDemo.lambda$main$0(InterruptErrorDemo.java:14)
atjava.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Running.....
Running.....
Running.....
Running.....

通过运行结果我们可以观察到,运行完成就抛出了异常,然后就一直停不下来了。这种情况会导致在生产实际情况下的系统卡顿,因为程序无法正常终止。在代码中,我们翻开interrupt源码可以发现这句话:当我们打断正在睡眠的线程时候,我们会清除打断标记,由于t2刚刚是发起了打断请求,设置打断标识为true,但是因为有睡眠代码块,打断时候会把打断标识清空,导致无法进入break代码块,即便是异常也没有停,所以我们需要将线程中断标记位置改为true

正确代码

我们在刚刚catch代码块再次打断,复位标志位,使其能够正确的中断线程

packagecom.gzczy.concurrent.thread.interrupted;
importjava.util.concurrent.TimeUnit;
/*** @Description 线程中断demo* @Author chenzhengyu* @Date 2021-03-21 15:49*/publicclassInterruptErrorDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsException{
Threadt1=newThread(() -> {
CanNotStop();
        }, "t1");
t1.start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
Threadt2=newThread(()->{
t1.interrupt();
        },"t2");
t2.start();
    }
/*** 抛出异常后仍然 无法正常打断(原因请点击进入API查看,sleep wait join方法打断会清除打断标识)* 在异常部分需要再次打断 重置标志位*/publicstaticvoidCanNotStop(){
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
System.out.println("Running.....");
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedExceptione) {
//我们在刚刚catch代码块再次打断,复位标志位,使其能够正确的中断线程Thread.currentThread().interrupt();
e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

方法加深理解

判断下列代码输出的结果

packagecom.gzczy.concurrent.thread.interrupted;
importlombok.extern.slf4j.Slf4j;
/*** @Description 对比打断方法中间* @Author chenzhengyu* @Date 2021-03-21 16:14*/@Slf4j(topic="c.InterruptCompare")
publicclassInterruptCompare {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
log.info("==>"+Thread.interrupted());
log.info("==>"+Thread.interrupted());
log.info("========================");
Thread.currentThread().interrupt();
log.info("========================");
//通过观察结果 我们可以看到这里显示为true 因为刚刚打断了,与此同时会将打断状态清空,下次判断为falselog.info("==>"+Thread.interrupted());
// 此方法并不会重置标识位置,只是单纯的显示一下当前状态log.info("==>"+Thread.currentThread().isInterrupted());
log.info("==>"+Thread.interrupted());
    }
}

结果

16:47:54.803 [main] c.InterruptCompare-==>false16:47:54.806 [main] c.InterruptCompare-==>false16:47:54.806 [main] c.InterruptCompare-========================16:47:54.806 [main] c.InterruptCompare-========================16:47:54.806 [main] c.InterruptCompare-==>true16:47:54.806 [main] c.InterruptCompare-==>false16:47:54.806 [main] c.InterruptCompare-==>false

底层源码分析

log.info("==>"+Thread.interrupted());

publicstaticbooleaninterrupted() {
returncurrentThread().isInterrupted(true);
}

log.info("==>"+Thread.currentThread().isInterrupted());

publicbooleanisInterrupted() {
returnisInterrupted(false);
    }

通过方法观察我们可以看到清晰的表达了”中断状态将会传入的ClearInterrupted参数值确定是否需要重置“

由此可以得出结论:

静态方法Interrupted将会清除中断状态(传入参数的ClearInterrupted为true)

实例方法isInterrupted则不会(传入参数的ClearInterrupted为false


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