深入分析Java線程中斷機制

Thread.interrupt真的能中斷線程嗎

在平時的開發過程中，相信都會使用到多線程，在使用多線程時，大家也會遇到各種各樣的問題，今天我們就來說說一個多線程的問題——線程中斷。在 java中啟動線程非常容易，大多數情況下我是讓一個線程執行完自己的任務然后自己停掉，但是有時候我們需要取消某個操作，比如你在網絡下載時，有時候需要取消下載。實現線程的安全中斷并不是一件容易的事情，因為Java并不支持安全快速中斷線程的機制，這里估計很多同學就會說了，java不是提供了Thread.interrupt 方法中斷線程嗎，好吧，我們今天就從這個方法開始說起。

但是調用此方法線程真的會停止嗎？我們寫個demo看看就知道了。

public class Main {
  private static final String TAG = "Main";
  public static void main(String[] args) {
    Thread t=new Thread(new NRunnable());
    t.start();
    System.out.println("is start.......");
    try {
      Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {


}

t.interrupt();
System.out.println("is interrupt.......");


}
public static class NRunnable implements Runnable
  {

@Override
public void run() {
  while(true)
  {
    System.out.println("我沒有種中斷");
    try {
      Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {

    }
  }
}


}
}</pre> 
如果interrutp方法能夠中斷線程，那么在打印了is interrupt…….之后應該是沒有log了，我們看看執行結果吧 

is start.......
我沒有種中斷
我沒有種中斷
我沒有種中斷
我沒有種中斷
我沒有種中斷
is interrupt.......
我沒有種中斷
我沒有種中斷
我沒有種中斷
我沒有種中斷
我沒有種中斷
....
 
通過結果可以發現子線程并沒有中斷 

所以 Thread.interrupt() 方法并不能中斷線程，該方法僅僅告訴線程外部已經有中斷請求，至于是否中斷還取決于線程自己。在Thread類中除了interrupt（） 方法還有另外兩個非常相似的方法：interrupted 和 isInterrupted 方法，下面來對這幾個方法進行說明： 


interrupt 此方法是實例方法，用于告訴此線程外部有中斷請求，并且將線程中的中斷標記設置為true 

interrupted 此方法是類方法，測試當前線程是否已經中斷。線程的中斷狀態 由該方法清除。換句話說，如果連續兩次調用該方法，則第二次調用將返回 false（在第一次調用已清除了其中斷狀態之后，且第二次調用檢驗完中斷狀態前，當前線程再次中斷的情況除外）。 

isInterrupted 此方法是實例方法測試線程是否已經中斷。線程的中斷狀態 不受該方法的影響。 線程中斷被忽略，因為在中斷時不處于活動狀態的線程將由此返回 false 的方法反映出來 
</ul>

處理線程中斷的常用方法 

設置取消標記 

還是用上面的例子，只不過做了些修改 

public static void main(String[] args) {
    NRunnable run=new NRunnable();
    Thread t=new Thread(run);
    t.start();
    System.out.println("is start.......");
    try {
      Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {


}
run.cancel();
System.out.println("cancel ..."+System.currentTimeMillis());

}
public static class NRunnable implements Runnable
  {
    public boolean isCancel=false;

@Override
public void run() {
  while(!isCancel)
  {
    System.out.println("我沒有種中斷");
    try {
      Thread.sleep(10000);
    } catch (InterruptedException e) {

    }
  }
  System.out.println("我已經結束了..."+System.currentTimeMillis());
}

public void cancel()
{
  this.isCancel=true;
}


}</pre> 
執行結果如下： 

is start.......
我沒有種中斷
cancel ...1438396915809
我已經結束了...1438396922809
 
通過結果，我們發現線程確實已經中斷了，但是細心的同學應該發現了一個問題，調用cancel方法和最后線程執行完畢之間隔了好幾秒的時間，也就是說線程不是立馬中斷的，我們下面來分析一下原因： 

子線程退出的條件是while循環結束，也就是cancel標示設置為true，但是當我們調用cancel方法將calcel標記設置為true 時，while循環里面有一個耗時操作(sleep方法模擬)，只有等待耗時操作執行完畢后才會去檢查這個標記，所以cancel方法和線程退出中間有時間間隔。 

通過interrupt 和 isinterrupt 方法來中斷線程 

public static void main(String[] args) {
    Thread t=new NThread();
    t.start();
    System.out.println("is start.......");
    try {
      Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {


}
System.out.println("start interrupt..."+System.currentTimeMillis());
t.interrupt();
System.out.println("end interrupt ..."+System.currentTimeMillis());

}
public static class NThread extends Thread
  {

@Override
public void run() {
  while(!this.isInterrupted())
  {
    System.out.println("我沒有種中斷");
    try {
      Thread.sleep(10000);
    } catch (InterruptedException e) {
      Thread.currentThread().interrupt();
    }
  }
  System.out.println("我已經結束了..."+System.currentTimeMillis());
}


}
}</pre> 
運行結果如下： 

is start.......
我沒有種中斷
start interrupt...1438398800110
我已經結束了...1438398800110
end interrupt ...1438398800110
 
這次是立馬中斷的，但是這種方法是由局限性的，這種方法僅僅對于會拋出InterruptedException 異常的任務時有效的，比如java中的sleep、wait 等方法，對于不會拋出這種異常的任務其效果其實和第一種方法是一樣的，都會有延遲性，這個例子中還有一個非常重要的地方就是cache語句中，我們調用了Thread.currentThread().interrupt() 我們把這句代碼去掉，運行你會發現這個線程無法終止，因為在拋出InterruptedException 的同時，線程的中斷標志被清除了，所以在while語句中判斷當前線程是否中斷時，返回的是false.針對InterruptedException 異常，我想說的是：一定不能再catch語句塊中什么也不干，如果你實在不想處理，你可以將異常拋出來，讓調用拋異常的方法也成為一個可以拋出InterruptedException 的方法，如果自己要捕獲此異常，那么最好在cache語句中調用 Thread.currentThread().interrupt(); 方法來讓高層只要中斷請求并處理該中斷。 

對于上述兩種方法都有其局限性，第一種方法只能處理那種工作量不大，會頻繁檢查循環標志的任務，對于第二種方法適合用于拋出InterruptedException的代碼。也就是說第一種和第二種方法支持的是支持中斷的線程任務，那么不支持中斷的線程任務該怎么做呢。 

例如 如果一個線程由于同步進行I／Ｏ操作導致阻塞，中斷請求不會拋出InterruptedException，我們該如何中斷此線程呢。 

處理不支持中斷的線程中斷的常用方法 

改寫線程的interrupt方法 

public static class ReaderThread extends Thread
 {
   public static final int BUFFER_SIZE=512;
   Socket socket;
   InputStream is;

public ReaderThread(Socket socket) throws IOException
   {
     this.socket=socket;
     is=this.socket.getInputStream();
   }
@Override
  public void interrupt() {
     try
     {
       socket.close();
     }catch(IOException e)
     {

 }finally
 {
   super.interrupt();
 }
super.interrupt();

}
   @Override
  public void run() {
     try
     {
       byte[]buf=new byte[BUFFER_SIZE];
       while(true)
       {
         int count=is.read(buf);
         if(count<0)
           break;
         else if(count>0)
         {

     }
   }
 }catch(IOException e)
 {

 }

}
 }
}</pre> 
例如在上面的例子中，改寫了Thread的interrupt 方法，當調用interrupt 方法時，會關閉socket，如果此時read方法阻塞，那么會拋出IOException 此時線程任務也就結束了。 

以上方法是通過改寫線程的interrupt 方法實現，那么對于使用線程池的任務該怎么中斷呢。 

改寫線程池的newTaskFor方法 

通常我們向線程池中加入一個任務采用如下形式： 

Future<?> future=executor.submit(new Runnable(){
      @Override
      public void run() {


  }
});</pre> <p>取消任務時，調用的是future的cancel方法，其實在cancel方法中調用的是線程的interrupt方法。所以對于不支持中斷的任務cancel也是無效的，下面我們看看submit方法里面干了上面吧 </p>

    public Future<?> submit(Runnable task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
        execute(ftask);
        return ftask;
    }
 
這里調用的是AbstractExecutorService 的newTaskFor方法，那么我們能不能改寫ThreadPoolExecutor的newTaskFor方法呢，接下來看我在處理吧 

定義一個基類，所有需要取消的任務繼承這個基類 

public interface CancelableRunnable<T> extends Runnable {

public void cancel();
  public RunnableFuture<T> newTask();
}</pre> 
將上面的ReaderThread改為繼承這個類 

 public static class ReaderThread implements CancelableRunnable<Void>
  {
    public static final int BUFFER_SIZE=512;
    Socket socket;
    InputStream is;


public ReaderThread(Socket socket) throws IOException
{
  this.socket=socket;
  is=this.socket.getInputStream();
}

@Override

public void run() {
      try
      {
        byte[]buf=new byte[BUFFER_SIZE];
        while(true)
        {
          int count=is.read(buf);
          if(count<0)
            break;
          else if(count>0)
          {

      }
    }
  }catch(IOException e)
  {

  }

}

@Override
public void cancel() {
  try {
    socket.close();
  } catch (IOException e) {

  }
}

@Override
public RunnableFuture<Void> newTask() {
  return new FutureTask<Void>(this,null)
      {
        @Override
        public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
          return super.cancel(mayInterruptIfRunning);
          if(ReaderThread.this instanceof CancelableRunnable))
          {
            ((CancelableRunnable)(ReaderThread.this)).cancel();
          }else
          {
            super.cancel(mayInterruptIfRunning);
          }
        }
      };

}

}</pre> 
當你調用future的cancel的方法時，它會關閉socket，最終導致read方法異常，從而終止線程任務。 
 來源：yuanzeyao