中断线程_聊聊贯穿Java并发编程的中断机制！

| 好看请赞&＃xff0c;养成习惯

• 你有一个思想&＃xff0c;我有一个思想&＃xff0c;我们交换后&＃xff0c;一个人就有两个思想

• If you can NOT explain it simply, you do NOT understand it well enough

横看成岭侧成峰&＃xff0c;远近高低各不同&＃xff0c;并发编程理论系列基本已经结束&＃xff0c;相信大家有了理论的铺垫&＃xff0c;近看源码才能发现其设计之美&＃xff0c;不会一头雾水

本来是要介绍 AQS 作为我们走进并发编程源码环节的第一步&＃xff0c;但 AQS 涉及的知识点也还真有点多&＃xff0c;每一个都够单独拿出来说一说&＃xff0c;恰巧有朋友私信我“不理解线程的中断机制”&＃xff0c;中断机制又恰巧是 AQS API实现的一部分&＃xff0c;更贯穿于整个并发编程内容中。于是就打算单独说一说这个小机制&＃xff0c;先让大家做到心中有 number

在学习/编写并发程序时&＃xff0c;总会听到/看到如下词汇&＃xff1a;

• 线程被中断或抛出InterruptedException
• 设置了中断标识
• 清空了中断标识
• 判断线程是否被中断

在 Java Thread 类又提供了长相酷似&＃xff0c;让人傻傻分不清的三个方法来处理并发中断问题&＃xff1a;

• interrupt()
• interrupted()
• isInterrupted()

看到这我不禁会问自己&＃xff1a;

什么是中断机制&＃xff1f;

刚刚接触【中断】这个词时&＃xff0c;先入为主的概念就是“直接中断/打断”正在做的事&＃xff0c;使其停止。我的理解是这样的&＃xff1a;

你&＃xff1a;在打游戏

女朋友&＃xff1a;别打游戏了&＃xff0c;赶快过来吃饭

你&＃xff1a;听到女朋友招呼之后立马中断手中的游戏乖乖过去吃饭

在多线程编程中&＃xff0c;中断是一种【协同】机制&＃xff0c;怎么理解这么高大上的词呢&＃xff1f;就是女朋友叫你吃饭&＃xff0c;你收到了中断游戏通知&＃xff0c;但是否马上放下手中的游戏去吃饭看你心情 。在程序中怎样演绎这个心情就看具体的业务逻辑了&＃xff0c;Java 的中断机制就是这么简单

如果还没改变这个先入为主的概念&＃xff0c;我怀你没有女朋友(?)我们拥抱一下

为什么会有中断机制&＃xff1f;

中断是一种协同机制&＃xff0c;我觉得就是解决【当局者迷】的状况

现实中&＃xff0c;你努力忘我没有昼夜的工作&＃xff0c;如果再没有人告知你中断&＃xff0c;你身体是吃不消的。

在多线程的场景中&＃xff0c;有的线程可能迷失在怪圈无法自拔(自旋浪费资源)&＃xff0c;这时就可以用其他线程在恰当的时机给它个中断通知&＃xff0c;被“中断”的线程可以选择在恰当的时机选择跳出怪圈&＃xff0c;最大化的利用资源

那程序中如何中断&＃xff1f;怎样识别是否中断&＃xff1f;又如何处理中断呢&＃xff1f;这就与上文提到的三个方法有关了

interrupt() VS isInterrupted() VS interrupted()

Java 的每个线程对象里都有一个 boolean 类型的标识&＃xff0c;代表是否有中断请求&＃xff0c;可你寻遍 Thread 类你也不会找到这个标识&＃xff0c;因为这是通过底层 native 方法实现的。

interrupt()

interrupt() 方法是 唯一一个 可以将上面提到中断标志设置为 true 的方法&＃xff0c;从这里可以看出&＃xff0c;这是一个 Thread 类 public 的对象方法&＃xff0c;所以可以推断出任何线程对象都可以调用该方法&＃xff0c;进一步说明就是可以一个线程 interrupt 其他线程&＃xff0c;也可以 interrupt 自己。其中&＃xff0c;中断标识的设置是通过 native 方法 interrupt0 完成的

在 Java 中&＃xff0c;线程被中断的反应是不一样的&＃xff0c;脾气不好的直接就抛出了 InterruptedException() &＃xff0c;

该方法注释上写的很清楚&＃xff0c;当线程被阻塞在&＃xff1a;

1. wait()
2. join()
3. sleep()

这些方法时&＃xff0c;如果被中断&＃xff0c;就会抛出 InterruptedException 受检异常(也就是必须要求我们 catch 进行处理的)

熟悉 JUC 的朋友可能知道&＃xff0c;其实被中断抛出 InterruptedException 的远远不止这几个方法&＃xff0c;比如&＃xff1a;

反向推理&＃xff0c;这些可能阻塞的方法如果声明有 throws InterruptedException &＃xff0c; 也就暗示我们它们是可中断的

调用 interrput() 方法后&＃xff0c;中断标识就被设置为 true 了&＃xff0c;那我们怎么利用这个中断标识&＃xff0c;来判断某个线程中断标识到底什么状态呢&＃xff1f;

isInterrupted()

这个方法名起的非常好&＃xff0c;因为比较符合我们 bean boolean 类型字段的 get 方法规范&＃xff0c;没错&＃xff0c;该方法就是返回中断标识的结果&＃xff1a;

• true&＃xff1a;线程被中断&＃xff0c;
• false&＃xff1a;线程没被中断或被清空了中断标识(如何清空我们一会儿看)

拿到这个标识后&＃xff0c;线程就可以判断这个标识来执行后续的逻辑了。有起名好的&＃xff0c;也有起名不好的&＃xff0c;就是下面这个方法&＃xff1a;

interrupted()

按照常规翻译&＃xff0c;过去时时态&＃xff0c;这就是“被打断了/被打断的”&＃xff0c;其实和上面的 isInterrupted() 方法差不多&＃xff0c;两个方法都是调用 private 的 isInterrupted() 方法&＃xff0c; 唯一差别就是会清空中断标识(这是从方法名中怎么也看不出来的)

因为调用该方法&＃xff0c;会返回当前中断标识&＃xff0c;同时会清空中断标识&＃xff0c;就有了那一段有点让人迷惑的方法注释&＃xff1a;

来段程序你就会明白上面注释的意思了&＃xff1a;

Thread.currentThread().isInterrupted(); // true
Thread.interrupted() // true&＃xff0c;返回true后清空了中断标识将其置为 false
Thread.currentThread().isInterrupted(); // false
Thread.interrupted() // false


这个方法总觉得很奇怪&＃xff0c;现实中有什么用呢&＃xff1f;

当你可能要被大量中断并且你想确保只处理一次中断时&＃xff0c;就可以使用这个方法了

该方法在 JDK 源码中应用也非常多&＃xff0c;比如(后续文章会具体分析&＃xff0c;这里知道该方法的作用和使用场景就好)&＃xff1a;

相信到这里你已经能明确分辨三胞胎都是谁&＃xff0c;并发挥怎样的作用了&＃xff0c;那么有哪些场景我们可以使用中断机制呢&＃xff1f;

中断机制的使用场景

通常&＃xff0c;中断的使用场景有以下几个

• 点击某个桌面应用中的关闭按钮时(比如你关闭 IDEA&＃xff0c;不保存数据直接中断好吗&＃xff1f;)&＃xff1b;
• 某个操作超过了一定的执行时间限制需要中止时&＃xff1b;
• 多个线程做相同的事情&＃xff0c;只要一个线程成功其它线程都可以取消时&＃xff1b;
• 一组线程中的一个或多个出现错误导致整组都无法继续时&＃xff1b;

因为中断是一种协同机制&＃xff0c;提供了更优雅中断方式&＃xff0c;也提供了更多的灵活性&＃xff0c;所以当遇到如上场景等&＃xff0c;我们就可以考虑使用中断机制了

使用中断机制有哪些注意事项

其实使用中断机制无非就是注意上面说的两项内容&＃xff1a;

1. 中断标识
2. InterruptedException

前浪已经将其总结为两个通用原则&＃xff0c;我们后浪直接站在肩膀上用就可以了&＃xff0c;来看一下这两个原则是什么&＃xff1a;

原则-1

如果遇到的是可中断的阻塞方法, 并抛出 InterruptedException&＃xff0c;可以继续向方法调用栈的上层抛出该异常&＃xff1b;如果检测到中断&＃xff0c;则可清除中断状态并抛出 InterruptedException&＃xff0c;使当前方法也成为一个可中断的方法

原则-2

若有时候不太方便在方法上抛出 InterruptedException&＃xff0c;比如要实现的某个接口中的方法签名上没有 throws InterruptedException&＃xff0c;这时就可以捕获可中断方法的 InterruptedException 并通过 Thread.currentThread.interrupt() 来重新设置中断状态。

再通过个例子来加深一下理解&＃xff1a;

本意是当前线程被中断之后&＃xff0c;退出while(true),  你觉得代码有问题吗&＃xff1f;(先不要向下看)

Thread th &＃61; Thread.currentThread();
while(true) {
  if(th.isInterrupted()) {
    break;
  }
  // 省略业务代码
  try {
    Thread.sleep(100);
  }catch (InterruptedException e){
    e.printStackTrace();
  }
}


打开 Thread.sleep 方法&＃xff1a;

sleep 方法抛出 InterruptedException后&＃xff0c;中断标识也被清空置为 false&＃xff0c;我们在catch 没有通过调用 th.interrupt() 方法再次将中断标识置为 true&＃xff0c;这就导致无限循环了

这两个原则很好理解。总的来说&＃xff0c;我们应该留意 InterruptedException&＃xff0c;当我们捕获到该异常时&＃xff0c;绝不可以默默的吞掉它&＃xff0c;什么也不做&＃xff0c;因为这会导致上层调用栈什么信息也获取不到。其实在编写程序时&＃xff0c;捕获的任何受检异常我们都不应该吞掉

JDK 中有哪些使用中断机制的地方呢&＃xff1f;

中断机制贯穿整个并发编程中&＃xff0c;这里只简单列觉大家经常会使用的&＃xff0c;我们可以通过阅读JDK源码来进一步了解中断机制以及学习如何使用中断机制

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 中的 shutdownNow 方法会遍历线程池中的工作线程并调用线程的 interrupt 方法来中断线程

FutureTask

FutureTask 中的 cancel 方法&＃xff0c;如果传入的参数为 true&＃xff0c;它将会在正在运行异步任务的线程上调用 interrupt 方法&＃xff0c;如果正在执行的异步任务中的代码没有对中断做出响应&＃xff0c;那么 cancel 方法中的参数将不会起到什么效果

总结

到这里你应该理解Java 并发编程中断机制的含义了&＃xff0c;它是一种协同机制&＃xff0c;和你先入为主的概念完全不一样。区分了三个相近方法&＃xff0c;说明了使用场景以及使用原则&＃xff0c;同时又给出JDK源码一些常见案例&＃xff0c;相信你已经胸中有沟壑了&＃xff0c;接下来&＃xff0c;跟上节奏&＃xff0c;我们陆续走进源码吧

灵魂追问

1. 抛出 InterruptedException 后&＃xff0c;中断标识就一定被清空吗&＃xff1f;
2. 处在死锁状态的线程是否可以被中断呢&＃xff1f;
3. 进入临界区的线程能否被中断呢&＃xff1f;如果不能有什么办法能响应中断吗&＃xff1f;
4. 个人感觉interrupted这个方法名称不是特别好&＃xff0c;如果你也觉得不好&＃xff0c;让你设计这个地方&＃xff0c;你有什么想法&＃xff1f;

参考

1. Java 并发编程实战
2. Java并发编程的艺术
3. https://www.infoq.cn/article/java-interrupt-mechanism
4. https://coderanch.com/t/237332/certification/explain-interrupt-isInterrupted-interrupted-method
5. https://dzone.com/articles/waiting-for-coroutines

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