java多线程编程：你真的了解线程中断吗？

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++);
            }
        }
    }
}

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");
        }
    }
}

上述代码的运行结果如下

first:true
second:true
task mytask is over

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");
        }
    }
}

中断代码的输出结果为

first :true
second:false
task mytask is over

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");
        }
    }
}

它的运行结果如下

thread has been interrupt!
isInterrupted: false
task mytask is over

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());
        }
    }
}

该程序运行结果如下

Fri Jun 14 15:11:52 CST 2024：Thread-0： start run
Fri Jun 14 15:11:55 CST 2024：Thread-1： start run
Fri Jun 14 15:11:55 CST 2024：Thread-0：false
Fri Jun 14 15:11:55 CST 2024：Thread-1：catch interrupted exception
Fri Jun 14 15:11:55 CST 2024：Thread-1：false

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");

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");

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 run
Fri Jun 14 15:20:12 CST 2024：Thread-1：true： start run
Fri Jun 14 15:20:12 CST 2024：Thread-0：false
Fri Jun 14 15:20:15 CST 2024：Thread-1：false

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。

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