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java 多线程编程:你真的了解线程中断吗?

  • 2024-06-17
    福建
  • 本文字数:4049 字

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java.lang.Thread 类有一个 interrupt 方法,该方法直接对线程调用。当被 interrupt 的线程正在 sleep 或 wait 时,会抛出 InterruptedException 异常。事实上, interrupt 方法只是改变目标线程的中断状态(interrupt status),而那些会抛出 InterruptedException 异常的方法,如 wait、sleep、join 等,都是在方法内部不断地检查中断状态的值,如果发现中断,则抛出 InterruptedException 异常。


interrupt 方法

Thread 实例方法:必须由其它线程获取被调用线程的实例后,进行调用。实际上,只是改变了被调用线程的内部中断状态;


Thread.interrupted 方法

Thread 类方法:必须在当前执行线程内调用,该方法返回当前线程的内部中断状态,然后清除中断状态(置为 false) ;


isInterrupted 方法

Thread 实例方法:用来检查指定线程的中断状态。当线程为中断状态时,会返回 true;否则返回 false。

上面的一些说法比较抽象,为了验证上述说法,写几个 demo 来验证一下。


一、中断和中断检查


1、interrupt 方法可能不会中断线程


首先得明确第一个问题:interrupt 方法是用于中断线程的方法,但是实际如果线程内没有 sleep 等阻塞方法,它实际上并不会中断线程,就算有 sleep 等方法执行,但是如果将异常捕获了,那它也不会中断线程的执行。看以下代码:

public class ThreadTest1 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Thread t = new Thread(new Task("mytask"));        t.start();        t.interrupt();    }
static class Task implements Runnable { String name;
public Task(String name) { this.name = name; }
@Override public void run() { int i = 0; while (true) { System.out.println(i++); } } }}
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运行该程序,将会进入死循环,不断打印 i 的自增值,最后整型溢出也不会停止,主线程调用的 interrupt 方法根本无法阻止线程继续运行。


正是之前所说的,“interrupt 方法只是改变了被调用线程的内部中断状态“,那如何检查线程的中断状态呢?


2、isInterrupted 实例方法检查中断状态


接下来我们调用 Thread 类的 isInterrupted 实例方法来检查线程的中断状态

public class ThreadTest2 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Thread t = new Thread(new Task("mytask"));        t.start();        t.interrupt();    }
static class Task implements Runnable { String name;
public Task(String name) { this.name = name; }
@Override public void run() { //检查两次中断状态,都是true System.out.println("first:"+Thread.currentThread().isInterrupted()); System.out.println("second:"+Thread.currentThread().isInterrupted()); System.out.println("task " + name + " is over"); } }}
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上述代码的运行结果如下

first:truesecond:truetask mytask is over
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主线程调用了中断方法,线程内调用线程的 isInterrupted 方法,输出都是 true,表示都检测到了中断。为什么要输出两次一模一样的检测结果呢?是为了验证第一次调用的 isInterrupted 方法并没有改变中断状态。


3、interrupted 静态方法检查中断状态


interrupted 方法是 Thread 类的静态方法,它也能检查当前线程的中断状态,但是只能检查一次:这个静态方法有个天坑,它返回中断状态之后,会将中断标志复位成 false,所以第二次调用该静态方法就会发现中断标志被改变了。

public class ThreadTest3 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Thread t = new Thread(new Task("mytask"));        t.start();        t.interrupt();    }
static class Task implements Runnable { String name;
public Task(String name) { this.name = name; }
@Override public void run() { //第一次调用返回中断状态,并将中断状态复位 System.out.println("first :" + Thread.interrupted()); //第二次调用返回复位后的中断状态 System.out.println("second:" + Thread.interrupted()); System.out.println("task " + name + " is over"); } }}
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中断代码的输出结果为

first :truesecond:falsetask mytask is over
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可以看到,重复调用 Thread.interrupted()方法,得到的结果并不一样,原因就是第一次调用的时候中断状态被复位了。


二、中断抛异常的情况讨论


1、阻塞中断并抛出异常


既然是中断方法,那它肯定能在某些情况下中断线程的执行,什么情况下呢?就是在大多数阻塞方法下,比如线程正在 sleep、wait、join 等。


看下以下代码示例

public class ThreadTest {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Thread t = new Thread(new Task("mytask"));        t.start();        t.interrupt();    }
static class Task implements Runnable { String name;
public Task(String name) { this.name = name; }
@Override public void run() { try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("thread has been interrupt!"); }// 阻塞情况下中断,抛出异常后线程恢复非中断状态,即 interrupted = false System.out.println("isInterrupted: " + Thread.currentThread().isInterrupted()); System.out.println("task " + name + " is over"); } }}
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它的运行结果如下

thread has been interrupt!isInterrupted: falsetask mytask is over
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线程在 sleep 期间被中断并抛出了 InterruptedException 异常,抛出异常后立即重置了中断状态,所以接下来的检查中断方法得到的结果是 false


2、interrupted 不会中断锁阻塞


对于 sleep 等阻塞方法,遇到 interrupt 中断方法会抛出异常,但是对于锁阻塞,则不会,看以下案例

public class ThreadTest4 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Task mytask = new Task("mytask");        Thread t1 = new Thread(mytask);        Thread t2 = new Thread(mytask);        t1.start();        t2.start();        t2.interrupt();    }
static class Task implements Runnable { String name;
public Task(String name) { this.name = name; }
@Override public void run() { synchronized (this) { System.out.println(new Date() + ":" + Thread.currentThread().getName() + ": start run"); try { Thread.sleep(3000L); } catch (InterruptedException e) { System.out.println(new Date() + ":" + Thread.currentThread().getName() + ":catch interrupted exception"); } } System.out.println(new Date() + ":" + Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().isInterrupted()); } }}
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该程序运行结果如下

Fri Jun 14 15:11:52 CST 2024:Thread-0: start runFri Jun 14 15:11:55 CST 2024:Thread-1: start runFri Jun 14 15:11:55 CST 2024:Thread-0:falseFri Jun 14 15:11:55 CST 2024:Thread-1:catch interrupted exceptionFri Jun 14 15:11:55 CST 2024:Thread-1:false
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线程 0 持有锁之后等待了 3 秒钟,在等待期间,线程 1 尝试进入方法区,但是拿不到锁,所以进不去,进入锁等待状态,这时候主线程调用了线程 1 的线程中断方法 interrupt,但是线程 1 并没有任何反映,等待线程 0 释放了锁之后,拿到锁,这时候它开始执行 sleep 方法,由于线程中断,抛出了 InterruptedException,所以它“没睡”,直接打印信息后结束了线程。


如果我们不想线程 1 抛出异常,该怎么做呢?其实只需要稍微修改一点代码:

System.out.println(new Date() + ":" + Thread.currentThread().getName() + ": start run");
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将上面这行代码改成下面这样子

System.out.println(new Date() + ":" + Thread.currentThread().getName() +":" + Thread.interrupted() + ": start run");
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只是进入方法区之后加了一点点逻辑:Thread.interrupted()


再次执行上面的主方法,得到的结果为

Fri Jun 14 15:20:09 CST 2024:Thread-0:false: start runFri Jun 14 15:20:12 CST 2024:Thread-1:true: start runFri Jun 14 15:20:12 CST 2024:Thread-0:falseFri Jun 14 15:20:15 CST 2024:Thread-1:false
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现成 1 不抛异常了,而且正常等待了 3 秒钟。。。可见,Thread.interrupted 方法真是个隐藏的 bug 方法啊


三、总结


1、调用 interrupt 方法中断线程实际上只是设置了中断标志,只有线程在执行 sleep、wait 等阻塞的方法的时候才会抛出中断异常,但是并不会中断锁阻塞;中断抛出异常后会重置中断状态为 false

2、可以调用 Thread 类的 isInterrupted 实例方法检测线程的中断状态,该方法不会重置中断状态为 false

3、可以调用 Thread 类的 interrupted 静态方法检测线程的中断状态,该方法会重置中断状态为 false,所以要慎用。


文章转载自:狂盗一枝梅

原文链接:https://www.cnblogs.com/kuangdaoyizhimei/p/18248006

体验地址:http://www.jnpfsoft.com/?from=infoq

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