Java 多线程基础（十）interrupt()和线程终止方式

Java 多线程基础（十）interrupt()和线程终止方式

一、interrupt() 介绍

interrupt() 定义在 Thread 类中，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。

二、线程终止方式

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。

（一）、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：

public void run() {
    try {
        while (true) {
            // 执行业务
        }
    } 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)中不断的执行业务代码，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：

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。

（二）、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”。

1、通过“中断标记”终止线程

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。

2、通过“额外添加标记”终止线程

private volatile boolean flag= true;
protected void stopTask() {
    flag = false;
}
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。

（三）、通过方式

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：

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。
    }
}

1、isInterrupted()保证，只要中断标记为 true 就终止线程。

2、InterruptedException 异常保证，当 InterruptedException 异常产生时，线程被终止。

三、示例

public class InterruptTest {
    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.");

            Thread.sleep(300);// 休眠300毫秒，然后主线程给t1发“中断”指令，查看t1状态
            t1.interrupt();
            System.out.println(t1.getName() + "[" + t1.getState() + "] is interrupted.");

            Thread.sleep(300);// 休眠300毫秒，然后查看t1状态
            System.out.println(t1.getName() + "[" + t1.getState() + "] is interrupted now.");
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
class MyThread extends Thread{
    public MyThread(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            int i = 0;
            while(!isInterrupted()) {
                Thread.sleep(100);// 休眠100毫秒
                ++i;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "[" + this.getState() + "] loop " + i);
            }
        }catch(InterruptedException e) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "[" + this.getState() + "] catch InterruptedException");
        }
    }
}

// 运行结果
t1 [ NEW ] is new.
t1 [ RUNNABLE ] is started.
t1 [ RUNNABLE ] loop 1
t1 [ RUNNABLE ] loop 2
t1 [ RUNNABLE ] loop 3
t1 [ RUNNABLE ] catch InterruptedException
t1 [ TERMINATED ] is interrupted.
t1 [ TERMINATED ] is interrupted now.

说明：

①、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。
②、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。
③、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。

public class InterruptTest {
    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.");

            Thread.sleep(300);// 休眠300毫秒，然后主线程给t1发“中断”指令，查看t1状态
            t1.interrupt();
            System.out.println(t1.getName() + " [ " + t1.getState() + " ] is interrupted.");

            Thread.sleep(300);// 休眠300毫秒，然后查看t1状态
            System.out.println(t1.getName() + " [ " + t1.getState() + " ] is interrupted now.");
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}
class MyThread extends Thread{
    public MyThread(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public 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);
        }
    }
}

// 运行结果
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 [ RUNNABLE ] loop 6
t1 [ RUNNABLE ] is interrupted now.
t1 [ RUNNABLE ] loop 7
...... // 无限循环

说明：

程序进入了死循环了。

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：

public class InterruptTest {
    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.");

            Thread.sleep(300);// 休眠300毫秒，然后主线程给t1发“中断”指令，查看t1状态
            t1.stopTask();
            System.out.println(t1.getName() + " [ " + t1.getState() + " ] is interrupted.");

            Thread.sleep(300);// 休眠300毫秒，然后查看t1状态
            System.out.println(t1.getName() + " [ " + t1.getState() + " ] is interrupted now.");
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}
class MyThread extends Thread{
    private volatile boolean flag = true;
    public void stopTask() {
        flag = false;
    }
    public MyThread(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            int i = 0;
            while(flag) {
                try {
                    Thread.sleep(100); // 休眠100ms
                } catch (InterruptedException ie) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" [ "+this.getState()+" ] catch InterruptedException.");
                    break;
                }
                i++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" [ "+this.getState()+" ] loop " + i);
            }
        }

    }
}

// 运行结果
t1 [ NEW ] is new.
t1 [ RUNNABLE ] is started.
t1 [ RUNNABLE ] loop 1
t1 [ RUNNABLE ] loop 2
t1 [ RUNNABLE ] loop 3
t1 [ RUNNABLE ] is interrupted.
t1 [ TERMINATED ] is interrupted now.

四、interrupted() 和 isInterrupted()的区别

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。