線程不是你想中斷就能中斷
- 為什么不強(qiáng)制停止
- 如何用 interrupt 停止線程
- sleep 期間能否感受到中斷
- 停止線程的方式有幾種
- 總結(jié)
啟動(dòng)線程需要調(diào)用 Thread 類的 start() 方法，并在 run() 方法中定義需要執(zhí)行的任務(wù)。啟動(dòng)一個(gè)線程非常簡單，但如果想要正確停止它就沒那么容易了。
對(duì)于實(shí)現(xiàn)線程的幾種方式，可見我的上一篇文章
實(shí)現(xiàn)線程本質(zhì)上只有一種方式
為什么不強(qiáng)制停止
對(duì)于 Java 而言，最正確的停止線程的方式是使用 interrupt。但 interrupt僅僅起到通知被停止線程的作用。而對(duì)于被停止的線程而言，它擁有完全的自主權(quán)，它既可以選擇立即停止，也可以選擇一段時(shí)間后停止，也可以選擇壓根不停止。
為什么 Java 不提供強(qiáng)制停止線程的能力呢?事實(shí)上，Java 希望程序間能夠相互通知、相互協(xié)作地管理線程，因?yàn)槿绻涣私鈱?duì)方正在做的工作，貿(mào)然強(qiáng)制停止線程就可能會(huì)造成一些安全的問題。
比如：線程正在寫入一個(gè)文件，這時(shí)收到終止信號(hào)，它就需要根據(jù)自身業(yè)務(wù)判斷，是選擇立即停止，還是將整個(gè)文件寫入成功后停止。如果選擇立即停止就可能造成數(shù)據(jù)不完整，不管是中斷命令發(fā)起者，還是接收者都不希望數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題。
如何用 interrupt 停止線程
- while (!Thread.currentThread().isInterrupted()
- && more work to do) {
- do more work
- }
我們一旦調(diào)用某個(gè)線程的 interrupt() 之后，這個(gè)線程的中斷標(biāo)記位就會(huì)被設(shè)置成true。每個(gè)線程都有這樣的標(biāo)記位，當(dāng)線程執(zhí)行時(shí)，應(yīng)該定期檢查這個(gè)標(biāo)記位，如果標(biāo)記位被設(shè)置成 true，就說明有程序想終止該線程。
回到源碼，可以看到在 while 循環(huán)體判斷語句中，首先通過
Thread.currentThread().isInterrupt()
判斷線程是否被中斷，隨后檢查是否還有工作要做。&& 邏輯表示只有當(dāng)兩個(gè)判斷條件同時(shí)滿足的情況下，才會(huì)去執(zhí)行下面的工作。
- public class StopThread implements Runnable {
- @Override
- public void run() {
- int count = 0;
- while (!Thread.currentThread().isInterrupted() && count < 1000) {
- System.out.println("count = " + count++);
- }
- }
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(new StopThread());
- thread.start();
- Thread.sleep(5);
- thread.interrupt();
- }
- }
在 StopThread 類的 run() 方法中，首先判斷線程是否被中斷，然后判斷 count 值是否小于 1000。
這個(gè)線程的工作內(nèi)容很簡單，就是打印 0~999 的數(shù)字，每打印一個(gè)數(shù)字 count 值加 1，可以看到，線程會(huì)在每次循環(huán)開始之前，檢查是否被中斷了。接下來在 main 函數(shù)中會(huì)啟動(dòng)該線程，然后休眠 5 毫秒后立刻中斷線程，該線程會(huì)檢測到中斷信號(hào)，于是在還沒打印完1000個(gè)數(shù)的時(shí)候就會(huì)停下來，這種就屬于通過 interrupt 正確停止線程的情況。
sleep 期間能否感受到中斷
先說結(jié)論，可以。
- public class StopDuringSleep {
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Runnable runnable = () -> {
- int num = 0;
- try {
- while (!Thread.currentThread().isInterrupted() && num <= 1000) {
- System.out.println(num);
- num++;
- Thread.sleep(1000000);
- }
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- };
- Thread thread = new Thread(runnable);
- thread.start();
- Thread.sleep(5);
- thread.interrupt();
- }
- }
運(yùn)行后的結(jié)果你猜怎么著，程序會(huì)拋出異常
如果 sleep、wait 等可以讓線程進(jìn)入阻塞的方法使線程休眠了，而處于休眠中的線程被中斷，那么線程是可以感受到中斷信號(hào)的，并且會(huì)拋出一個(gè) InterruptedException 異常，同時(shí)清除中斷信號(hào)，將中斷標(biāo)記位設(shè)置成 false。這樣一來就不用擔(dān)心長時(shí)間休眠中線程感受不到中斷了，因?yàn)榧幢憔€程還在休眠，仍然能夠響應(yīng)中斷通知，并拋出異常。
但是這樣只能相應(yīng)一次中斷信號(hào)了，怎么辦?我的業(yè)務(wù)還沒有完成收尾，怎么辦?
合理利用好 try/catch
我們?cè)趯?shí)際開發(fā)中不能盲目吞掉中斷，如果不在方法簽名中聲明，也不在 catch 語句塊中再次恢復(fù)中斷，而是在 catch 中不作處理，我們稱這種行為是“屏蔽了中斷請(qǐng)求”。如果我們盲目地屏蔽了中斷請(qǐng)求，會(huì)導(dǎo)致中斷信號(hào)被完全忽略，最終導(dǎo)致線程無法正確停止。
- try {
- Thread.sleep(2000);
- } catch (InterruptedException e) {
- // 此處處理中斷異常請(qǐng)求，業(yè)務(wù)收尾
- }
停止線程的方式有幾種
- void shutdown;
- boolean isShutdown;
- boolean isTerminated;
- boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
- List<Runnable> shutdownNow;
下面我們就對(duì)這些方法逐一展開。
shutdown()
調(diào)用 shutdown() 方法之后線程池并不是立刻就被關(guān)閉，因?yàn)檫@時(shí)線程池中可能還有很多任務(wù)正在被執(zhí)行，或是任務(wù)隊(duì)列中有大量正在等待被執(zhí)行的任務(wù)，調(diào)用 shutdown() 方法后線程池會(huì)在執(zhí)行完正在執(zhí)行的任務(wù)和隊(duì)列中等待的任務(wù)后才徹底關(guān)閉。但這并不代表 shutdown() 操作是沒有任何效果的，調(diào)用 shutdown() 方法后如果還有新的任務(wù)被提交，線程池則會(huì)根據(jù)拒絕策略直接拒絕后續(xù)新提交的任務(wù)。
isShutdown()
它可以返回 true 或者 false 來判斷線程池是否已經(jīng)開始了關(guān)閉工作，也就是是否執(zhí)行了 shutdown 或者 shutdownNow 方法。這里需要注意，如果調(diào)用 isShutdown() 方法的返回的結(jié)果為 true 并不代表線程池此時(shí)已經(jīng)徹底關(guān)閉了，這僅僅代表線程池開始了關(guān)閉的流程，也就是說，此時(shí)可能線程池中依然有線程在執(zhí)行任務(wù)，隊(duì)列里也可能有等待被執(zhí)行的任務(wù)。
isTerminated()
這個(gè)方法可以檢測線程池是否真正“終結(jié)”了，這不僅代表線程池已關(guān)閉，同時(shí)代表線程池中的所有任務(wù)都已經(jīng)都執(zhí)行完畢了，因?yàn)槲覀儎偛耪f過，調(diào)用 shutdown 方法之后，線程池會(huì)繼續(xù)執(zhí)行里面未完成的任務(wù)，不僅包括線程正在執(zhí)行的任務(wù)，還包括正在任務(wù)隊(duì)列中等待的任務(wù)。比如此時(shí)已經(jīng)調(diào)用了 shutdown 方法，但是有一個(gè)線程依然在執(zhí)行任務(wù)，那么此時(shí)調(diào)用 isShutdown 方法返回的是 true ，而調(diào)用 isTerminated 方法返回的便是 false ，因?yàn)榫€程池中還有任務(wù)正在在被執(zhí)行，線程池并沒有真正“終結(jié)”。直到所有任務(wù)都執(zhí)行完畢了，調(diào)用 isTerminated() 方法才會(huì)返回 true，這表示線程池已關(guān)閉并且線程池內(nèi)部是空的，所有剩余的任務(wù)都執(zhí)行完畢了。
awaitTermination()
第四個(gè)方法叫作 awaitTermination()，它本身并不是用來關(guān)閉線程池的，而是主要用來判斷線程池狀態(tài)的。比如我們給 awaitTermination 方法傳入的參數(shù)是 10 秒，那么它就會(huì)陷入 10 秒鐘的等待，直到發(fā)生以下三種情況之一：
- 等待期間(包括進(jìn)入等待狀態(tài)之前)線程池已關(guān)閉并且所有已提交的任務(wù)(包括正在執(zhí)行的和隊(duì)列中等待的都執(zhí)行完畢,相當(dāng)于線程池已經(jīng)“終結(jié)”了,方法便會(huì)返回true
- 等待超時(shí)時(shí)間到后,第一種線程池“終結(jié)”的情況始終未發(fā)生,方法返回 false
- 等待期間線程被中斷,方法會(huì)拋出 Interruptedexception異常
等待期間(包括進(jìn)入等待狀態(tài)之前)線程池已關(guān)閉并且所有已提交的任務(wù)(包括正在執(zhí)行的和隊(duì)列中等待的)都執(zhí)行完畢，相當(dāng)于線程池已經(jīng)“終結(jié)”了，方法便會(huì)返回 true;
等待超時(shí)時(shí)間到后，第一種線程池“終結(jié)”的情況始終未發(fā)生，方法返回 false;等待期間線程被中斷，方法會(huì)拋出 InterruptedException 異常。
shutdownNow()
最后一個(gè)方法是 shutdownNow()，也是 5 種方法里功能最強(qiáng)大的，它與第一種 shutdown 方法不同之處在于名字中多了一個(gè)單詞 Now，也就是表示立刻關(guān)閉的意思。在執(zhí)行 shutdownNow 方法之后，首先會(huì)給所有線程池中的線程發(fā)送 interrupt 中斷信號(hào)，嘗試中斷這些任務(wù)的執(zhí)行，然后會(huì)將任務(wù)隊(duì)列中正在等待的所有任務(wù)轉(zhuǎn)移到一個(gè) List 中并返回，我們可以根據(jù)返回的任務(wù) List 來進(jìn)行一些補(bǔ)救的操作，例如記錄在案并在后期重試。
- public List<Runnable> shutdownNow() {
- List<Runnable> tasks;
- final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
- mainLock.lock();
- try {
- checkShutdownAccess();
- advanceRunState(STOP);
- interruptWorkers();
- tasks = drainQueue();
- } finally {
- mainLock.unlock();
- }
- tryTerminate();
- return tasks;
- }
源碼中有一行 interruptWorkers() 代碼，這行代碼會(huì)讓每一個(gè)已經(jīng)啟動(dòng)的線程都中斷，這樣線程就可以在執(zhí)行任務(wù)期間檢測到中斷信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的處理，提前結(jié)束任務(wù)。這里需要注意的是，由于 Java 中不推薦強(qiáng)行停止線程的機(jī)制的限制，即便我們調(diào)用了 shutdownNow 方法，如果被中斷的線程對(duì)于中斷信號(hào)不理不睬，那么依然有可能導(dǎo)致任務(wù)不會(huì)停止。
總結(jié)
中斷和關(guān)閉線程的方式五花八門，看起來很相似，其實(shí)里頭大有門道。處理不好，可是會(huì)導(dǎo)致程序崩潰的。
