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java线程技术7_线程中断

分类： Java

2011-04-08 11:42:04

1.中断概述
      在多线程编程中经常会遇到需要中止线程的情况，比如启动多个线程去数据库中搜索，如果有一个线程返回了结果，其他线程就可以取消了。

中断线程的三个相差函数
            1.通过成员方法Thread.interrupt()来设置中断状态为true
            2.通过成员方法Thread.isInterrupted()来获取中断状态
            3.通过静态方法Thread.interrupted()来获取中断状态，并且清除中断状态（当然获取的是清除之前的值），也就是说连续两次调用此方法，第二次一定会返回false。

对正在运行的线程调用interrupt()，并不会使线程停止运行，而只是让线程暂停一会，详见《例1：中断但不停止线程的运行》。因为Thread.interrupt() 对正在运行的线程是不起作用的，只有对阻塞的线程有效。

离开线程有三种常用的方法：
1.在阻塞操作时如Thread.sleep()时被中断会抛出InterruptedException
       Thread.interrupt()方法实际上只是设置了一个中断状态，当该线程由于下列原因而受阻时，这个中断状态就起作用了：
      （1）如果线程在调用 Object 类的 wait()、wait(long) 或 wait(long, int) 方法，或者该类的 join()、join(long)、join(long, int)、sleep(long) 或 sleep(long, int) 方法过程中受阻，则其中断状态将被清除，它还将收到一个InterruptedException异常。这个时候，我们可以通过捕获 InterruptedException异常来终止线程的执行，具体可以通过return等退出或改变共享变量的值使其退出。
      详见《例2：线程在sleep时调用interrupt》

      （2）如果该线程在可中断的通道上的 I/O 操作中受阻，则该通道将被关闭，该线程的中断状态将被设置并且该线程将收到一个 ClosedByInterruptException，而不是InterruptedException 异常。
     
      （3）如果使用Java1.0之前就存在的传统的I/O操作，并且线程处于阻塞状态，Thread.interrupt()将不起作用，线程并不能退出阻塞状态。
               例如对于socket，通过调用阻塞该线程的套接字的close()方法。如果线程被I/O操作阻塞，该线程将接收到一个SocketException异常，这与使用interrupt()方法引起一个InterruptedException异常被抛出非常相似。
      详见《例6：通过SocketException异常中断阻塞线程》

2.Thread.interrupted()检查是否发生中断
      对于正在运行的线程，如果调用thread.interrupt()。可以通过Thread.interrupted()能告诉你线程是否发生中断,并将清除中断状态标记，所以程序不会两次通知你线程发生了中断。
      详见《例3：通过interrupted中断线程》

      如果sleep和interrupted检查结合使用，可能会产生两个结果。
      详见《例4： 通过interrupted和sleep中断线程，停止线程的执行》

3.使用共享变量控制
      使用共享变量（shared variable）发出信号，告诉线程必须停止正在运行的任务。线程必须周期性的核查这一变量（尤其在冗余操作期间），然后有秩序地中止任务。
      详见《例5：通过共享变量中断线程，停止线程的执行》

      这个方法虽然给予线程机会进行必要的清理工作，这在任何一个多线程应用程序中都是绝对需要的。请确认将共享变量定义成volatile 类型或将对它的一切访问封入同步的块/方法（synchronized blocks/methods）中。

      但是，当线程等待某些事件发生而被阻塞，又会发生什么？当然，如果线程被阻塞，它便不能核查共享变量，也就不能停止。
      他们都可能永久的阻塞线程。即使发生超时，在超时期满之前持续等待也是不可行和不适当的，所以，要使用某种机制使得线程更早地退出被阻塞的状态。

总结
      不存在这样一种机制对所有的情况都适用，但是，根据情况不同却可以使用特定的技术。
      详见《java线程技术8_线程中断最佳实践》
     
例1：中断但不停止线程的运行
假设我们想中断一个正在执行的线程。代码如下
  1. /**
  2.  * 中断一个正在执行的线程，但是并未实现中断.
  3.  * @version V1.0 ,2011-4-15
  4.  * @author xiahui
  5.  */
  6. public class InterruptThread1 extends Thread {
  7.     private double d = 0.0;
  8.     public void run() {
  9.         // 死循环执行打印"I am running!" 和做消耗时间的浮点计算
  10.         while (true) {
  11.             System.out.println("I am running!");

  13.             for (int i = 0; i < 900000; i++) {
  14.                 d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
  15.             }
  16.             // 给线程调度器可以切换到其它进程的信号
  17.             Thread.yield();
  18.         }
  19.     }
  20.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  21.         // 将任务交给一个线程执行
  22.         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
  23.         t.start();
  24.         // 运行一断时间中断线程
  25.         Thread.sleep(100);
  26.         System.out.println("****************************");
  27.         System.out.println("Interrupted Thread!");
  28.         System.out.println("****************************");
  29.         t.interrupt();
  30.     }
  31. }
运行结果
  1. I am
  2. I am
  3. I am
  4. ****************************
  5. Interrupted
  6. ****************************
  7. I am
  8. I am
从结果可以看出，中断的调用并未让线程停止。

例2：线程在sleep时调用interrupt，停止线程的运行
  1. /**
  2.  * 通过线程sleep时调用Interrupt引发异常，停止线程的运行.
  3.  * @version V1.0 ,2011-4-15
  4.  * @author xiahui
  5.  */
  6. public class InterruptThread1 extends Thread {
  7.     private double d = 0.0;

  9.     public void run() {
  10.     try {
  11.         // 死循环执行打印"I am running!" 和做消耗时间的浮点计算
  12.         while (true) {
  13.             System.out.println("I am running!");

  15.             for (int i = 0; i < 900000; i++) {
  16.                 d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
  17.             }
  18.             //休眠一断时间,中断时会抛出InterruptedException
  19.             Thread.sleep(50);
  20.         }
  21.      }catch (InterruptedException e) {
  22.          System.out.println("InterruptThread1.run() interrupted!");
  23.     }
  24.     }

  26.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  27.         // 将任务交给一个线程执行
  28.         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
  29.         t.start();

  31.         // 运行一断时间中断线程
  32.         Thread.sleep(100);
  33.         System.out.println("****************************");
  34.         System.out.println("Interrupted Thread!");
  35.         System.out.println("****************************");
  36.         t.interrupt();
  37.     }
  38. }
运行结果
  1. I am running!
  2. ****************************
  3. Interrupted Thread!
  4. ****************************
  5. I am running!
  6. ATask.run() interrupted!

例3：通过interrupted中断线程
  1. /**
  2.  * 通过interrupted中断线程，停止线程的执行.
  3.  *
  4.  * @version V1.0 ,2011-4-15
  5.  * @author xiahui
  6.  */
  7. public class InterruptThread1 extends Thread {
  8.     private double d = 0.0;

  10.     public void run() {
  11.         // 检查程序是否发生中断
  12.         while (!Thread.interrupted()) {
  13.             System.out.println("I am running!");

  15.             for (int i = 0; i < 900000; i++) {
  16.                 d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
  17.             }
  18.         }
  19.     }

  21.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  22.         // 将任务交给一个线程执行
  23.         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
  24.         t.start();

  26.         // 运行一断时间中断线程
  27.         Thread.sleep(100);
  28.         System.out.println("****************************");
  29.         System.out.println("Interrupted Thread!");
  30.         System.out.println("****************************");
  31.         t.interrupt();
  32.     }
  33. }
运行结果
  1. I am running!
  2. I am running!
  3. ****************************
  4. Interrupted Thread!
  5. ****************************

例4： 通过interrupted和sleep中断线程，停止线程的执行
  1. /**
  2.  * 通过interrupted和sleep中断线程，停止线程的执行.
  3.  *
  4.  * @version V1.0 ,2011-4-15
  5.  * @author xiahui
  6.  */
  7. public class InterruptThread1 extends Thread {
  8.     private double d = 0.0;

  10.     public void run() {
  11.         try {
  12.             // 检查程序是否发生中断
  13.             while (!Thread.interrupted()) {
  14.                 System.out.println("I am running!");
  15.                 // before sleep
  16.                 Thread.sleep(20);
  17.                 //after sleep
  18.                 System.out.println("Calculating");
  19.                 for (int i = 0; i < 900000; i++) {
  20.                     d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
  21.                 }
  22.             }

  24.         } catch (InterruptedException e) {
  25.             System.out.println("InterruptThread1.run() Exception!");
  26.         }

  28.         System.out.println("InterruptThread1.run() end!");
  29.     }

  31.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  32.         // 将任务交给一个线程执行
  33.         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
  34.         t.start();

  36.         // 运行一断时间中断线程
  37.         Thread.sleep(200);
  38.         System.out.println("****************************");
  39.         System.out.println("Interrupted Thread!");
  40.         System.out.println("****************************");
  41.         t.interrupt();
  42.     }
  43. }
运行结果1
  1. I am running!
  2. Calculating
  3. I am running!
  4. ****************************
  5. Interrupted Thread!
  6. ****************************
  7. InterruptThread1.run() Exception!
  8. InterruptThread1.run() end!
运行结果2
  1. I am running!
  2. Calculating
  3. ****************************
  4. Interrupted Thread!
  5. ****************************
  6. InterruptThread1.run() end!
如果在睡眠之前产生中断，则调用Thread.sleep()时抛出InterruptedException，结束线程，参见运行结果1
如果在睡眠之后产生中断，则线程会继续执行到下一次while判断中断状态时，结束线程，参见运行结果2

例5：通过共享变量中断线程，停止线程的执行
  1. /**
  2.  * 通过共享变量中断线程，停止线程的执行.
  3.  * @version V1.0 ,2011-4-15
  4.  * @author xiahui
  5.  */
  6. public class InterruptThread1 extends Thread {
  7.     private double d = 0.0;
  8.     volatile boolean stop = false;
  9.     
  10.     public void run() {
  11.         // 检查程序是否发生中断
  12.         while (!stop) {
  13.             System.out.println("I am running!");

  15.             for (int i = 0; i < 900000; i++) {
  16.                 d = d + (Math.PI + Math.E) / d;
  17.             }
  18.         }
  19.         //做一些清理工作
  20.         System.out.println( "Thread is exiting under request..." );
  21.     }

  23.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  24.         // 将任务交给一个线程执行
  25.         InterruptThread1 t = new InterruptThread1();
  26.         t.start();

  28.         // 运行一断时间中断线程
  29.         Thread.sleep(100);
  30.         System.out.println( "Asking thread to stop..." );
  31.         t.stop = true;

  33.         Thread.sleep(1000 );
  34.         System.out.println( "Stopping application..." );
  35.     }
  36. }
例6：通过SocketException异常中断阻塞线程
  1. import java.io.IOException;
  2. import java.net.ServerSocket;
  3. import java.net.Socket;

  5. /**
  6.  * 通过SocketException异常中断阻塞线程.
  7.  * @version V1.0 ,2011-4-17
  8.  * @author xiahui
  9.  */
  10. public class InterruptThread2 extends Thread {
  11.     volatile boolean stop = false;
  12.     volatile ServerSocket socket;

  14.     public void run() {
  15.         try {
  16.             socket = new ServerSocket(7856);
  17.         } catch (IOException e) {
  18.             System.out.println("Could not create the socket...");
  19.             return;
  20.         }
  21.         while (!stop) {
  22.             System.out.println("Waiting for connection...");
  23.             try {
  24.                 Socket sock = socket.accept();
  25.             } catch (IOException e) {
  26.                 System.out.println("accept() failed or interrupted...");
  27.             }
  28.         }
  29.         System.out.println("Thread exiting under request...");
  30.     }

  32.     public static void main(String args[]) throws Exception {
  33.         InterruptThread2 thread = new InterruptThread2();
  34.         System.out.println("Starting thread...");
  35.         thread.start();
  36.         Thread.sleep(3000);
  37.         System.out.println("Asking thread to stop...");
  38.         
  39.         /*由于线程处理阻塞状态，interrupt不产生任何作用*/
  40.         //System.out.println( "Interrupting thread..." );
  41.         //thread.interrupt();
  42.         
  43.         thread.stop = true;
  44.         thread.socket.close();
  45.         Thread.sleep(3000);
  46.         System.out.println("Stopping application...");

  48.     }
  49. }
运行结果
  1. Starting thread...
  2. Waiting for connection...
  3. Asking thread to stop...
  4. accept() failed or interrupted...
  5. Thread exiting under request...
  6. Stopping application...


参考文献
1.用interrupt()中断Java线程. http://hapinwater.iteye.com/blog/310558
2.Java Thread.interrupt 害人！ 中断JAVA线程. http://www.blogjava.net/jinfeng_wang/archive/2008/04/27/196477.html
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