淺析Java線程的中斷機制

更新時間：2017年12月22日 09:55:32 作者：傅易

本篇文章通過代碼實例給大家分享了學習Java線程的中斷機制的一些心得內容，有興趣的朋友學習下吧。

線程中斷機制提供了一種方法，用于將線程從阻塞等待中喚醒，嘗試打斷目標線程的現(xiàn)有處理流程，使之響應新的命令。Java 留給開發(fā)者這一自由，我們應當予以善用。
今天我們聊聊 Java 線程的中斷機制。

線程中斷機制提供了一種方法，有兩種常見用途：

將線程從阻塞等待中喚醒，并作出相應的“受控中斷”處理。
嘗試告知目標線程：請打斷現(xiàn)有處理流程，響應新的命令。
以第一種用途為例，請看以下代碼：

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

這段代碼使用了 Java 提供的 wait/notify 機制，線程執(zhí)行 lock.wait() 會阻塞，有三種情況使線程恢復運行。

1、超時 1000ms 結束，正常執(zhí)行下一句代碼。

2、另一個線程執(zhí)行下述代碼主動喚醒

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

這也會正常執(zhí)行下一句代碼。

3、另一個線程要求等待的線程“中斷”

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

被“中斷”的線程 a，會在 lock.wait() 處拋出 InterruptedException 異常。

綜上所述，你可以認為 object.wait() 內部在做這些事：

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--;
  }
}

這不完全準確，因為 wait 不使用這種“忙輪詢”的方式做檢查，但關于標志位的判斷邏輯是正確的。

讓我們從上文所述的“手動發(fā)出中斷”這一操作開始探究

// 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();

能夠看出，thread.interrupt() 先判斷權限，然后實際調用 interrupt0() 設置線程的中斷標志，如果當前線程有 nio 的 Interruptible 那么還會回調它。

注意，interrupt0() 只是設置了線程的中斷標志。

當一個線程并不阻塞，沒有在 object.wait(), thread.join(), Thread.sleep() 等不受 Java 程序邏輯控制的區(qū)域時，那么會發(fā)生什么事情？答案是不會發(fā)生任何事情，線程是否被打斷只能通過主動地檢查中斷標志得知。

怎么檢查？Thread 暴露了兩個接口，Thread.interrupted() 和 thread.isInterrupted()。

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

能夠看出，兩者都是依靠內部的 isInterrupted(boolean)，而它會返回線程是否被打斷，并根據需要清空中斷標志。

當一個函數調用會發(fā)生阻塞，Java 庫函數在阻塞的源頭簽名里標記 throws InterruptedException，并要求編寫 try catch 處理中斷。

當線程發(fā)生了阻塞，就像上文所述，Java 檢查到中斷標志，先將其清除，然后拋出 InterruptedException。

// java.lang.Object
public final void wait() throws InterruptedException {
  wait(0);
}
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

如果一個線程收到 InterruptedException，之后仍然執(zhí)行了會引發(fā)阻塞的代碼，它將像“沒事人”一樣繼續(xù)阻塞住。因為 Java 在內部將中斷標志清除了！

我們常見地編寫以下三類處理 InterruptedException 的代碼：

將 InterruptedException 交由上層處理。

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

遇到 InterruptedException 重設中斷標志位。

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

先忙完，再重新拋出 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;
  }
}

如果一個線程無視中斷標志和 InterruptedException，它仍然能夠跑的很好。但這與我們設計多線程的初衷是違背的，我們希望線程之間是和諧的有序協(xié)作以實現(xiàn)特定功能，因此受控線程應當對中斷作出響應。而 Java 留給開發(fā)者這一自由，我們應當予以善用。

以上就是這次給大家介紹的Java線程的中斷機制相關知識的全部內容，如果還有任何不明白的可以在下方的留言區(qū)域討論，感謝對腳本之家的支持。

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