今天我们聊聊 Java 线程的中断机制。

线程中断机制提供了一种方法,用于将线程从阻塞等待中唤醒,并作出相应的“受控中断”处理。

synchronized (lock) {
try {
while (!check()) {
lock.wait(1000);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

这段代码使用了 Java 提供的 wait/notify 机制,线程执行 lock.wait() 会阻塞,有三种情况使线程恢复运行。

  1. 超时 1000ms 结束,正常执行下一句代码。

  2. 另一个线程执行下述代码主动唤醒

    synchronized (lock) {
    lock.notifyAll(); // or lock.notify();
    }

    这也会正常执行下一句代码。

  3. 另一个线程要求等待的线程“中断”

    // 拿到等待中的线程的引用
    Thread a;
    a.interrupt();

    被“中断”的线程 a,会在 lock.wait() 处抛出 InterruptedException 异常。

综上所述,你可以认为 object.wait() 内部在做这些事:

boolean checkTimeout = timeout > 0;
Thread current = Thread.currentThread();
lock.addWaiter(current);
while (!current.isNotified()) {
if (current.isInterrupted()) {
current.clearInterrupted();
throw new InterruptedException();
}
if (checkTimeout) {
if (timeout == 0) break;
timeout--;
}
}

这不完全准确,因为 wait 不使用这种“忙轮询”的方式做检查,但关于标志位的判断逻辑是正确的。

让我们从手动中断开始探究,

// sun.nio.ch.Interruptible

public interface Interruptible {
void interrupt(Thread var1);
} // java.lang.Thread private volatile Interruptible blocker;
private final Object blockerLock = new Object(); public void interrupt() {
if (this != Thread.currentThread())
checkAccess(); synchronized (blockerLock) {
Interruptible b = blocker;
if (b != null) {
interrupt0();
b.interrupt(this);
return;
}
}
interrupt0();
} // Just to set the interrupt flag
private native void interrupt0();

能够看出, thread.interrupt() 先判断权限,然后实际调用 interrupt0() 设置线程的中断标志,如果当前线程有 nio 的 Interruptible 那么还会回调它。

注意,interrupt0() 只是设置了线程的中断标志。

一个线程怎么知道自己被打断了?

// java.lang.Thread

public static boolean interrupted() {
return currentThread().isInterrupted(true);
} public boolean isInterrupted() {
return isInterrupted(false);
} private native boolean isInterrupted(boolean clearInterrupted);

也就是说, isInterrupted(boolean) 会返回线程是否被打断,并根据需要清空中断标志。

我们发现,当一个线程并不阻塞,没有在 object.wait() , thread.join() , Thread.sleep()等不受 Java 程序逻辑控制的区域时,那么线程是否被打断只能通过检查中断标志得知。

当一个函数调用可能阻塞,Java 会在阻塞的源头签名里标记 throws InterruptedException ,并要求编写 try catch 处理中断。

当线程阻塞,就像上文所述,Java 检查到中断标志,先将其清除,然后抛出 InterruptedException 。

// java.lang.Object

public final void wait() throws InterruptedException {
wait(0);
} public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

如果一个线程收到 InterruptedException ,之后仍然执行了会引发阻塞的代码,它将像“没事人”一样继续阻塞住。因为 Java 在内部将中断标志清除了!

我们常见地编写以下三类处理 InterruptedException 的代码:

将 InterruptedException 交由上层处理。

public void foo() throws InterruptedException {
synchronized (lock) {
lock.wait();
}
}

遇到 InterruptedException 重设中断标志位。

try {
synchronized (lock) {
lock.wait();
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
//break;
}

先忙完,再重新抛出 InterruptedException 。

public void bar() throws InterruptedException {
InterruptedException ie = null;
boolean done = false;
while (!done) {
synchronized (lock) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
ie = e;
continue;
}
}
done = true;
}
if (ie != null) {
throw ie;
}
}

如果一个线程无视中断标志和 InterruptedException ,它仍然能够跑的很好。但 这与我们设计多线程的初衷是违背的 ,我们希望线程之间是和谐的有序协作以实现特定功能,因此 受控线程应当对中断作出响应 。而 Java 留给开发者这一自由,我们应当予以善用。如果你想学习java可以加我的学习群669823128

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