中断
下面的例子会出现死锁,线程根本不会停止
class BrokenPrimeProducer extends Thread { private final BlockingQueue<BigInteger> queue; private volatile boolean cancelled = false; BrokenPrimeProducer(BlockingQueue<BigInteger> queue) { this.queue = queue; } public void run() { try { BigInteger p = BigInteger.ONE; while (!cancelled) queue.put(p = p.nextProbablePrime()); } catch (InterruptedException consumed) { } } public void cancel() { cancelled = true; } }
- interrupt 方法:中断目标线程
- isInterrupted:返回目标线程的中断状态
- 静态的 interrupted方法:清除当前线程的中断状态,并返回它之前的值。
大多数可中断的阻塞方法会在入口处检查中断状态。
对中断操作(调用interrupt)的正确理解
它并不会真正的中断一个正在运行的线程,而只是发出中断请求,然后由线程在下一个合适时机中断自己。比如,wait、sleep、join等方法,当他们收到中断请求或开始执行时,发现某个已被设置好的中断状态,则抛interruptedException。
每个线程都有一个boolean类型的中断状态。当调用Thread.interrupt方法时,该值被设置为true,Thread.interruptted可恢复中断。
阻塞库方法,例如sleep和wait、join都会检查中断,并且发现中断则提前返回,他们会 清除中断状态,并抛InterruptedException。
但对于其他方法,interrupt是传递了中断的请求消息,并不会使线程中断,需要由线程在下一个合适的时刻中断自己。
通常,用中断是取消的最合理的实现方式。
上面的例子的改进方法就是
public class PrimeProducer extends Thread { private final BlockingQueue<BigInteger> queue; PrimeProducer(BlockingQueue<BigInteger> queue) { this.queue = queue; } public void run() { try { BigInteger p = BigInteger.ONE; while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) queue.put(p = p.nextProbablePrime()); } catch (InterruptedException consumed) { /* Allow thread to exit */ } } public void cancel() { interrupt(); } }
中断策略
发生了中断,需要尽快退出执行流程,并把中断信息传递给调用者,从而使调用栈中的上层代码可以采取进一步的操作。当然任务也可以不需要放弃所有操作,可以推迟处理中断清楚,知道某个时机。
响应中断
- 传递异常
- 回复中断状态
public class NoncancelableTask { public Task getNextTask(BlockingQueue<Task> queue) { boolean interrupted = false; try { while (true) { try { return queue.take(); } catch (InterruptedException e) { interrupted = true; // fall through and retry } } } finally { if (interrupted) Thread.currentThread().interrupt(); } } interface Task { } }
两阶段终止模式
将终止过程分成两阶段:
- 一阶段,主要是线程T1向线程T2发送终止指令
- 二阶段,线程T2响应终止指令
Java里的终止指令是什么呢?还记得这篇Java线程的状态转换图
可见,Java线程进入Terminated的前提是线程进入RUNNABLE。而线程此时可能其它状态,比如休眠。要想终止这样的线程,首先要将其状态休眠=》RUNNABLE。
如何做到?就是靠着 Thread#interrupt()。
线程转到RUNNABLE后,如何再将其终止呢?RUNNABLE=》Terminated,优雅方案就是让Java线程自己执行完 run()。所以一般就是设置一个标志位,然后线程在合适时机检查该标志位,若发现符合终止条件,则自动退出run()。该过程就是第二阶段:响应终止指令。
综上,终止指令的关键就是:interrupt(),线程的终止标志位。
仅检查终止标志位不够,因为线程状态可能处于休眠
仅检查线程的中断状态也不够,因为依赖的第三方类库很可能没有正确处理中断异常
如何优雅终止线程池
线程池提供了两个方法:shutdown()和shutdownNow():
- shutdown()是种保守的关闭线程池方法。线程池执行shutdown()后,就会拒绝接收新任务,但会等待线程池中正在执行的任务和已进入阻塞队列的任务,都执行完后才最终关闭线程池。
- shutdownNow()相对激进,线程池执行shutdownNow()后,会拒绝接收新任务,同时中断线程池中正在执行的任务,已进入阻塞队列的任务也会被剥夺了执行的机会,不过这些被剥夺执行机会的任务会作为shutdownNow()方法的返回值返回。因为shutdownNow()方法会中断正在执行的线程,所以提交到线程池的任务,如果需要优雅地结束,就需要正确地处理线程中断。
若提交到线程池的任务不允许取消,就不能使用shutdownNow()。但是,若提交到线程池的任务允许后续补偿重新执行,也是可以使用shutdownNow()的。
shutdown()和shutdownNow()方法你会发现,它们实质上使用的也是两阶段终止模式,只是终止指令的范围不同而已,前者只影响阻塞队列接收任务,后者范围扩大到线程池中所有的任务。