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Java多线程系列--“基础篇”09之 interrupt()和线程终止方式

概要

本章，会对线程的interrupt()中断和终止方式进行介绍。涉及到的内容包括：
1. interrupt()说明
2. 终止线程的方式
2.1 终止处于“阻塞状态”的线程
2.2 终止处于“运行状态”的线程
3. 终止线程的示例
4. interrupted() 和 isInterrupted()的区别

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1. interrupt()说明

在介绍终止线程的方式之前，有必要先对interrupt()进行了解。
关于interrupt()，java的djk文档描述如下：http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/

interrupt()的作用是中断本线程。
本线程中断自己是被允许的；其它线程调用本线程的interrupt()方法时，会通过checkAccess()检查权限。这有可能抛出SecurityException异常。
如果本线程是处于阻塞状态：调用线程的wait(), wait(long)或wait(long, int)会让它进入等待(阻塞)状态，或者调用线程的join(), join(long), join(long, int), sleep(long), sleep(long, int)也会让它进入阻塞状态。若线程在阻塞状态时，调用了它的interrupt()方法，那么它的“中断状态”会被清除并且会收到一个InterruptedException异常。例如，线程通过wait()进入阻塞状态，此时通过interrupt()中断该线程；调用interrupt()会立即将线程的中断标记设为“true”，但是由于线程处于阻塞状态，所以该“中断标记”会立即被清除为“false”，同时，会产生一个InterruptedException的异常。
如果线程被阻塞在一个Selector选择器中，那么通过interrupt()中断它时；线程的中断标记会被设置为true，并且它会立即从选择操作中返回。
如果不属于前面所说的情况，那么通过interrupt()中断线程时，它的中断标记会被设置为“true”。
中断一个“已终止的线程”不会产生任何操作。

2. 终止线程的方式

Thread中的stop()和suspend()方法，由于固有的不安全性，已经建议不再使用！
下面，我先分别讨论线程在“阻塞状态”和“运行状态”的终止方式，然后再总结出一个通用的方式。

2.1 终止处于“阻塞状态”的线程

通常，我们通过“中断”方式终止处于“阻塞状态”的线程。
当线程由于被调用了sleep(), wait(), join()等方法而进入阻塞状态；若此时调用线程的interrupt()将线程的中断标记设为true。由于处于阻塞状态，中断标记会被清除，同时产生一个InterruptedException异常。将InterruptedException放在适当的位置就能终止线程，形式如下：

@Override
public void run() {try {while (true) {// 执行任务...}} catch (InterruptedException ie) {  // 由于产生InterruptedException异常，退出while(true)循环，线程终止！}
}

说明：在while(true)中不断的执行任务，当线程处于阻塞状态时，调用线程的interrupt()产生InterruptedException中断。中断的捕获在while(true)之外，这样就退出了while(true)循环！
注意：对InterruptedException的捕获务一般放在while(true)循环体的外面，这样，在产生异常时就退出了while(true)循环。否则，InterruptedException在while(true)循环体之内，就需要额外的添加退出处理。形式如下

@Override
public void run() {while (true) {try {// 执行任务...} catch (InterruptedException ie) {  // InterruptedException在while(true)循环体内。// 当线程产生了InterruptedException异常时，while(true)仍能继续运行！需要手动退出break;}}
}

说明：上面的InterruptedException异常的捕获在whle(true)之内。当产生InterruptedException异常时，被catch处理之外，仍然在while(true)循环体内；要退出while(true)循环体，需要额外的执行退出while(true)的操作。

2.2 终止处于“运行状态”的线程

通常，我们通过“标记”方式终止处于“运行状态”的线程。其中，包括“中断标记”和“额外添加标记”。
(01) 通过“中断标记”终止线程。
形式如下：

@Override
public void run() {while (!isInterrupted()) {// 执行任务...}
}

说明：isInterrupted()是判断线程的中断标记是不是为true。当线程处于运行状态，并且我们需要终止它时；可以调用线程的interrupt()方法，使用线程的中断标记为true，即isInterrupted()会返回true。此时，就会退出while循环。
注意：interrupt()并不会终止处于“运行状态”的线程！它会将线程的中断标记设为true。

(02) 通过“额外添加标记”。
形式如下：

private volatile boolean flag= true;
protected void stopTask() {flag = false;
}@Override
public void run() {while (flag) {// 执行任务...}
}

说明：线程中有一个flag标记，它的默认值是true；并且我们提供stopTask()来设置flag标记。当我们需要终止该线程时，调用该线程的stopTask()方法就可以让线程退出while循环。
注意：将flag定义为volatile类型，是为了保证flag的可见性。即其它线程通过stopTask()修改了flag之后，本线程能看到修改后的flag的值。

综合线程处于“阻塞状态”和“运行状态”的终止方式，比较通用的终止线程的形式如下：

@Override
public void run() {try {// 1. isInterrupted()保证，只要中断标记为true就终止线程。while (!isInterrupted()) {// 执行任务...}} catch (InterruptedException ie) {  // 2. InterruptedException异常保证，当InterruptedException异常产生时，线程被终止。}
}

3. 终止线程的示例

interrupt()常常被用来终止“阻塞状态”线程。参考下面示例：

// Demo1.java的源码
class MyThread extends Thread {public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {try {  int i=0;while (!isInterrupted()) {Thread.sleep(100); // 休眠100msi++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);  }} catch (InterruptedException e) {  System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");  }}
}public class Demo1 {public static void main(String[] args) {  try {  Thread t1 = new MyThread("t1");  // 新建“线程t1”System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");  t1.start();                      // 启动“线程t1”System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");  // 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。Thread.sleep(300);t1.interrupt();System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");// 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。Thread.sleep(300);System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");} catch (InterruptedException e) {  e.printStackTrace();}} 
}

t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException.
t1 (TERMINATED) is interrupted now.

结果说明：
(01) 主线程main中通过new MyThread("t1")创建线程t1，之后通过t1.start()启动线程t1。
(02) t1启动之后，会不断的检查它的中断标记，如果中断标记为“false”；则休眠100ms。
(03) t1休眠之后，会切换到主线程main；主线程再次运行时，会执行t1.interrupt()中断线程t1。t1收到中断指令之后，会将t1的中断标记设置“false”，而且会抛出InterruptedException异常。在t1的run()方法中，是在循环体while之外捕获的异常；因此循环被终止。

我们对上面的结果进行小小的修改，将run()方法中捕获InterruptedException异常的代码块移到while循环体内。

// Demo2.java的源码
class MyThread extends Thread {public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {int i=0;while (!isInterrupted()) {try {Thread.sleep(100); // 休眠100ms} catch (InterruptedException ie) {  System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");  }i++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);  }}
}public class Demo2 {public static void main(String[] args) {  try {  Thread t1 = new MyThread("t1");  // 新建“线程t1”System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");  t1.start();                      // 启动“线程t1”System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");  // 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。Thread.sleep(300);t1.interrupt();System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");// 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。Thread.sleep(300);System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");} catch (InterruptedException e) {  e.printStackTrace();}} 
}

t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException.
t1 (RUNNABLE) loop 3
t1 (RUNNABLE) loop 4
t1 (RUNNABLE) loop 5
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted now.
t1 (RUNNABLE) loop 6
t1 (RUNNABLE) loop 7
t1 (RUNNABLE) loop 8
t1 (RUNNABLE) loop 9
...

结果说明：
程序进入了死循环！
为什么会这样呢？这是因为，t1在“等待(阻塞)状态”时，被interrupt()中断；此时，会清除中断标记[即isInterrupted()会返回false]，而且会抛出InterruptedException异常[该异常在while循环体内被捕获]。因此，t1理所当然的会进入死循环了。
解决该问题，需要我们在捕获异常时，额外的进行退出while循环的处理。例如，在MyThread的catch(InterruptedException)中添加break 或 return就能解决该问题。

下面是通过“额外添加标记”的方式终止“状态状态”的线程的示例：

// Demo3.java的源码
class MyThread extends Thread {private volatile boolean flag= true;public void stopTask() {flag = false;}public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {synchronized(this) {try {int i=0;while (flag) {Thread.sleep(100); // 休眠100msi++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);  }} catch (InterruptedException ie) {  System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");  }}  }
}public class Demo3 {public static void main(String[] args) {  try {  MyThread t1 = new MyThread("t1");  // 新建“线程t1”System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");  t1.start();                      // 启动“线程t1”System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");  // 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。Thread.sleep(300);t1.stopTask();System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");// 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。Thread.sleep(300);System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");} catch (InterruptedException e) {  e.printStackTrace();}} 
}

t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) loop 3
t1 (TERMINATED) is interrupted now.

4. interrupted() 和 isInterrupted()的区别

最后谈谈 interrupted() 和 isInterrupted()。
interrupted() 和 isInterrupted()都能够用于检测对象的“中断标记”。
区别是，interrupted()除了返回中断标记之外，它还会清除中断标记(即将中断标记设为false)；而isInterrupted()仅仅返回中断标记。

转载于:https://my.oschina.net/LucasZhu/blog/1529532