Java是一门原生支持多线程的语言,要开启一个线程很容易,使用如下代码
class="java">new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { //do something } }).start();
?这是我能想到的启动线程的最简单的代码,语义明确.但是要优雅得关闭该线程通常却很难.
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API中有Thread.stop()这个方法.但是由于各种原因该方法已经被标记为Deprecated所以一定不要使用该方法停止线程运行.正确的方法是使用Thread.isInterrupted()和Thread.interrupt(),组合使用这两个方法来中断一个线程.我对这两个方法的理解是,前者检查一个中断标记,后者设置一个中断标记.程序通过在合适的时机检查中断标记来合理的停止任务的执行.这两个方法除了对中断标记做读写之外不影响程序的正常运行,也就是说,无论如何调用interrupt方法,程序始终在自己的控制中.另外还有一个方法interrupted这个方法跟isInterrupted得用相同都是检查中断标记,但它还有另外一个副作用,检查标记后会重置标记为false.就是说连续调用两次该方法第二次调用一定会返回false.
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下面看一个run方法的实现
@Override
public void run() {
while (true) {
boolean shouldStop = doSomething();//执行具体的任务,并返回是否应当停止运行
if (shouldStop) break;
}
}
?对于如此实现run方法的Runnable可以不行可任何特别的处理,按正常逻辑执行完,run方法会自然返回,线程也就终止运行了.但是如果想在线程外强制停止线程运行呢?例如有如下的main方法.
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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread task = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
boolean shouldStop = doSomething();
if (shouldStop) break;
}
}
});
task.start();
Thread.sleep(5000);
//睡眠一段时间后在此位置
task.interrupt();
}
通过设置循环条件为检查当前线程的中断标记,来控制是否跳出循环,此时每次执行完doSomething都会检查一次中断标记.由于程序在主线程睡眠5秒后会设置task的中断标记为true,所以线程会在5秒多一点的时间后停止.
假设Java虚拟机如果不是如此实现,而是在interrupt的时候直接通过系统底层实现强制终止线程,这时doSomething可能正在像硬盘上面写一段数据,还没写完,突然被停掉了,这会导致数据损坏,这种方式是无脑的,所以通过中断标记的机制让程序自己决定是否要退出是理智的.
?
但是如果doSomething中执行了一个会阻塞线程的操作时会怎么样呢?重新审视上面的代码.
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread task = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (Thread.currentThread().isInterrupted()) {//1
boolean shouldStop = doSomething();//2,阻塞等待键盘输入
if (shouldStop) break;
}
}
});
task.start();
Thread.sleep(5000);
//睡眠一段时间后在此位置
task.interrupt();//3
}
可以想想如果doSomething中在阻塞等待一个键盘输入,5秒后线程中断标记被设置为true,也就是程序按1,2,3的顺序执行了代码.由于2导致线程阻塞,除非有一个键盘输入,否则线程将一直被doSomething阻塞,检查中断标记的语句1得不到执行,此时上面的机制失效.下面具体分析阻塞线程的中断问题.
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对于线程中的阻塞操作可以分为两种
1.可中断阻塞
这类阻塞操作一般会在线程中断标记被设置为true的时候,抛出异常以停止阻塞,看Thread.sleep()的方法声明.
public static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException
?从该声明中可以看到,该方法在其他线程设置该线程的中断标记为true时,会抛出该异常,抛出该异常后会清除当前的中断标记(重置为false)
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JSE中除了Thread.sleep有许多这样的方法声明.例如LinkedBlockingQueue中的take,put方法.
对于此类中断操作可以做如下代码中的处理
?
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread task = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
try {
//假设doSomething是一个会抛出InterruptedException的阻塞操作
boolean shoudStop = doSomething();
if (shoudStop) break;
} catch (InterruptedException e) {
//由于抛出该异常会重置中断标记
//所以捕获该异常后需要重新设置中断标记以中断线程
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
});
task.start();
Thread.sleep(5000);
//睡眠一段时间后在此位置
//导致doSomething抛出InterruptedException
task.interrupt();
}
?
?
2.不可中断的阻塞操作
?这类操作对中断标记的设置毫无反应,会顽固的阻塞下去.此类异常一般为IO操作,对于这样的IO阻塞操作一般会在底层资源被关闭(释放)时抛出IOException.例如InputStream的read操作.参考如下代码的处理.
public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread task = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
try {
//阻塞等待标准输入中读取一个字节
int data = System.in.read();
if (data == -1) break;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
//由于抛出该异常不会重置中断标记
//所以捕获该异常后不许需要重新设置中断标记
//直接退出循环即可
break;
}
}
}
});
task.start();
Thread.sleep(5000);
//睡眠一段时间后在此位置
task.interrupt();
//关闭(释放)标准输入流,导致System.in.read()抛出IOException
System.in.close();
}
?看起来也不难,但是实际情况通常比较负责,特别是有些IO操作的close方法本身就有可能阻塞.可以看一下BufferedReader的源代码.
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public class BufferedReader extends Reader {
........//省略部分代码
public int read() throws IOException {
synchronized (lock) {
ensureOpen();
for (;;) {
if (nextChar >= nChars) {
fill();
if (nextChar >= nChars)
return -1;
}
if (skipLF) {
skipLF = false;
if (cb[nextChar] == '\n') {
nextChar++;
continue;
}
}
return cb[nextChar++];
}
}
}
public void close() throws IOException {
synchronized (lock) {
if (in == null)
return;
in.close();
in = null;
cb = null;
}
}
}
?可以看到read方法和close方法都需要对lock加锁,进行同步.如果线程整阻塞在read操作上,此时read持有lock锁.其他线程调用close时由于无法获取lock锁,也将阻塞,导致死锁.考虑如下代码
public static void main(String[] args) throws Exception {
final BufferedReader reader
= new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
Thread task = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
try {
//阻塞等待标准输入中读取一个字节
int data = reader.read();
if (data == -1) break;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
//由于抛出该异常不会重置中断标记
//所以捕获该异常后不许需要重新设置中断标记
//直接退出循环即可
break;
}
}
}
});
task.start();
Thread.sleep(5000);
//睡眠一段时间后在此位置
task.interrupt();
//关闭(释放)reader,死锁.close无法执行完成.
reader.close();
//直接调用底层资源的close方法即可使阻塞的read操作抛出IOException
//所以此处应替换为如下注释中的代码
//System.in.close();
}
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