面試題：Java中如何停止線程的方法
如何停止線程是Java并發(fā)面試中的常見問題，本篇文章將從答題思路到答題細(xì)節(jié)給出一些參考。
答題思路：
- 停止線程的正確方式是使用中斷
- 想停止線程需要停止方，被停止方，被停止方的子方法相互配合
- 擴(kuò)展到常見的錯(cuò)誤停止線程方法:已被廢棄的stop/suspend，無法喚醒阻塞線程的volatile
1. 正確方式是中斷
其實(shí)從邏輯上也很好理解的，一個(gè)線程正在運(yùn)行，如何讓他停止？
A. 從外部直接調(diào)用該線程的stop方法，直接把線程停下來。
B. 從外部通過中斷通知線程停止，然后切換到被停止的線程，該線程執(zhí)行一系列邏輯后自己停止。
很明顯B方法要比A方法好很多，A方法太暴力了，你根本不知道被停止的線程在執(zhí)行什么任務(wù)就直接把他停止了，程序容易出問題；而B方法把線程停止交給線程本身去做，被停止的線程可以在自己的代碼中進(jìn)行一些現(xiàn)場保護(hù)或者打印錯(cuò)誤日志等方法再停止，更加合理，程序也更具健壯性。
下面要講的是線程如何能夠響應(yīng)中斷，第一個(gè)方法是通過循環(huán)不斷判斷自身是否產(chǎn)生了中斷：
public class Demo1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
int num = 0;
while(num <= Integer.MAX_VALUE / 2 && !Thread.currentThread().isInterrupted()){
if(num % 10000 == 0){
System.out.println(num);
}
num++;
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(new Demo1());
thread.start();
thread.sleep(1000);
thread.interrupt();
}
}
在上面的代碼中，我們?cè)谘h(huán)條件中不斷判斷線程本身是否產(chǎn)生了中斷，如果產(chǎn)生了中斷就不再打印
還有一個(gè)方法是通過java內(nèi)定的機(jī)制響應(yīng)中斷：當(dāng)線程調(diào)用sleep()，wait()方法后進(jìn)入阻塞后，如果線程在阻塞的過程中被中斷了，那么線程會(huì)捕獲或拋出一個(gè)中斷異常，我們可以根據(jù)這個(gè)中斷異常去控制線程的停止。具體代碼如下：
public class Demo3 implements Runnable {
@Override
public void run() {
int num = 0;
try {
while(num < Integer.MAX_VALUE / 2){
if(num % 100 == 0){
System.out.println(num);
}
num++;
Thread.sleep(10);
}
} catch (InterruptedException e) {//捕獲中斷異常，在本代碼中，出現(xiàn)中斷異常后將退出循環(huán)
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(new Demo3());
thread.start();
Thread.sleep(5000);
thread.interrupt();
}
}
2. 各方配合才能完美停止
在上面的兩段代碼中已經(jīng)可以看到，想通過中斷停止線程是個(gè)需要多方配合。上面已經(jīng)演示了中斷方和被中斷方的配合，下面考慮更多的情況：假如要被停止的線程正在執(zhí)行某個(gè)子方法，這個(gè)時(shí)候該如何處理中斷？
有兩個(gè)辦法：第一個(gè)是把中斷傳遞給父方法，第二個(gè)是重新設(shè)置當(dāng)前線程為中斷。
先說第一個(gè)例子：在子方法中把中斷異常上拋給父方法，然后在父方法中處理中斷：
public class Demo4 implements Runnable{
@Override
public void run() {
try{//在父方法中捕獲中斷異常
while(true){
System.out.println("go");
throwInterrupt();
}
}catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("檢測到中斷，保存錯(cuò)誤日志");
}
}
private void throwInterrupt() throws InterruptedException {//把中斷上傳給父方法
Thread.sleep(2000);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(new Demo4());
thread.start();
Thread.sleep(1000);
thread.interrupt();
}
}
第二個(gè)例子：在子方法中捕獲中斷異常，但是捕獲以后當(dāng)前線程的中斷控制位將被清除，父方法執(zhí)行時(shí)將無法感知中斷。所以此時(shí)在子方法中重新設(shè)置中斷，這樣父方法就可以通過對(duì)中斷控制位的判斷來處理中斷：
public class Demo5 implements Runnable{
@Override
public void run() {
while(true && !Thread.currentThread().isInterrupted()){//每次循環(huán)判斷中斷控制位
System.out.println("go");
throwInterrupt();
}
System.out.println("檢測到了中斷，循環(huán)打印退出");
}
private void throwInterrupt(){
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();//重新設(shè)置中斷
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(new Demo5());
thread.start();
Thread.sleep(1000);
thread.interrupt();
}
}
講到這里，正確的停止線程方法已經(jīng)講的差不多了，下面我們看一下常見的錯(cuò)誤停止線程的例子：
3. 常見錯(cuò)誤停止線程例子：
這里介紹兩種常見的錯(cuò)誤，先說比較好理解的一種，也就是開頭所說的，在外部直接把運(yùn)行中的線程停止掉。這種暴力的方法很有可能造成臟數(shù)據(jù)。
看下面的例子：
public class Demo6 implements Runnable{
/**
* 模擬指揮軍隊(duì)，以一個(gè)連隊(duì)為單位領(lǐng)取武器，一共有5個(gè)連隊(duì)，一個(gè)連隊(duì)10個(gè)人
*/
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 5; i++){
System.out.println("第" + (i + 1) + "個(gè)連隊(duì)開始領(lǐng)取武器");
for(int j = 0; j < 10; j++){
System.out.println("第" + (j + 1) + "個(gè)士兵領(lǐng)取武器");
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("第" + (i + 1) + "個(gè)連隊(duì)領(lǐng)取武器完畢");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(new Demo6());
thread.start();
Thread.sleep(2500);
thread.stop();
}
}
在上面的例子中，我們模擬軍隊(duì)發(fā)放武器，規(guī)定一個(gè)連為一個(gè)單位，每個(gè)連有10個(gè)人。當(dāng)我們直接從外部通過stop方法停止武器發(fā)放后。很有可能某個(gè)連隊(duì)正處于發(fā)放武器的過程中，導(dǎo)致部分士兵沒有領(lǐng)到武器。
這就好比在生產(chǎn)環(huán)境中，銀行以10筆轉(zhuǎn)賬為一個(gè)單位進(jìn)行轉(zhuǎn)賬，如果線程在轉(zhuǎn)賬的中途被突然停止，那么很可能會(huì)造成臟數(shù)據(jù)。
另外一個(gè)“常見”錯(cuò)誤可能知名度不是太高，就是：通過volatile關(guān)鍵字停止線程。具體來說就是通過volatile關(guān)鍵字定義一個(gè)變量，通過判斷變量來停止線程。這個(gè)方法表面上是沒問題的，我們先看這個(gè)表面的例子：
public class Demo7 implements Runnable {
private static volatile boolean canceled = false;
@Override
public void run() {
int num = 0;
while(num <= Integer.MAX_VALUE / 2 && !canceled){
if(num % 100 == 0){
System.out.println(num + "是100的倍數(shù)");
}
num++;
}
System.out.println("退出");
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(new Demo7());
thread.start();
Thread.sleep(1000);
canceled = true;
}
}
但是這個(gè)方法有一個(gè)潛在的大漏洞，就是若線程進(jìn)入了阻塞狀態(tài)，我們將不能通過修改volatile變量來停止線程，看下面的生產(chǎn)者消費(fèi)者例子：
/**
* 通過生產(chǎn)者消費(fèi)者模式演示volatile的局限性，volatile不能喚醒已經(jīng)阻塞的線程
* 生產(chǎn)者生產(chǎn)速度很快，消費(fèi)者消費(fèi)速度很慢，通過阻塞隊(duì)列存儲(chǔ)商品
*/
public class Demo8 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ArrayBlockingQueue storage = new ArrayBlockingQueue(10);
Producer producer = new Producer(storage);
Thread producerThread = new Thread(producer);
producerThread.start();
Thread.sleep(1000);//1s足夠讓生產(chǎn)者把阻塞隊(duì)列塞滿
Consumer consumer = new Consumer(storage);
while(consumer.needMoreNums()){
System.out.println(storage.take() + "被消費(fèi)");
Thread.sleep(100);//讓消費(fèi)者消費(fèi)慢一點(diǎn)，給生產(chǎn)者生產(chǎn)的時(shí)間
}
System.out.println("消費(fèi)者消費(fèi)完畢");
producer.canceled = true;//讓生產(chǎn)者停止生產(chǎn)（實(shí)際情況是不行的，因?yàn)榇藭r(shí)生產(chǎn)者處于阻塞狀態(tài)，volatile不能喚醒阻塞狀態(tài)的線程）
}
}
class Producer implements Runnable{
public volatile boolean canceled = false;
private BlockingQueue storage;
public Producer(BlockingQueue storage) {
this.storage = storage;
}
@Override
public void run() {
int num = 0;
try{
while(num < Integer.MAX_VALUE / 2 && !canceled){
if(num % 100 == 0){
this.storage.put(num);
System.out.println(num + "是100的倍數(shù)，已經(jīng)被放入倉庫");
}
num++;
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
System.out.println("生產(chǎn)者停止生產(chǎn)");
}
}
}
class Consumer{
private BlockingQueue storage;
public Consumer(BlockingQueue storage) {
this.storage = storage;
}
public boolean needMoreNums(){
return Math.random() < 0.95 ? true : false;
}
}
上面的例子運(yùn)行后會(huì)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線程一直不能停止，因?yàn)樗幱谧枞麪顟B(tài)，當(dāng)消費(fèi)者線程退出后，沒有任何東西能喚醒生產(chǎn)者線程。
這種錯(cuò)誤用中斷就很好解決：
/**
* 通過生產(chǎn)者消費(fèi)者模式演示volatile的局限性，volatile不能喚醒已經(jīng)阻塞的線程
* 生產(chǎn)者生產(chǎn)速度很快，消費(fèi)者消費(fèi)速度很慢，通過阻塞隊(duì)列存儲(chǔ)商品
*/
public class Demo8 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ArrayBlockingQueue storage = new ArrayBlockingQueue(10);
Producer producer = new Producer(storage);
Thread producerThread = new Thread(producer);
producerThread.start();
Thread.sleep(1000);//1s足夠讓生產(chǎn)者把阻塞隊(duì)列塞滿
Consumer consumer = new Consumer(storage);
while(consumer.needMoreNums()){
System.out.println(storage.take() + "被消費(fèi)");
Thread.sleep(100);//讓消費(fèi)者消費(fèi)慢一點(diǎn)，給生產(chǎn)者生產(chǎn)的時(shí)間
}
System.out.println("消費(fèi)者消費(fèi)完畢");
producerThread.interrupt();
}
}
class Producer implements Runnable{
private BlockingQueue storage;
public Producer(BlockingQueue storage) {
this.storage = storage;
}
@Override
public void run() {
int num = 0;
try{
while(num < Integer.MAX_VALUE / 2 && !Thread.currentThread().isInterrupted()){
if(num % 100 == 0){
this.storage.put(num);
System.out.println(num + "是100的倍數(shù)，已經(jīng)被放入倉庫");
}
num++;
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
System.out.println("生產(chǎn)者停止生產(chǎn)");
}
}
}
class Consumer{
private BlockingQueue storage;
public Consumer(BlockingQueue storage) {
this.storage = storage;
}
public boolean needMoreNums(){
return Math.random() < 0.95 ? true : false;
}
}
4. 擴(kuò)展
可能你還會(huì)問：如何處理不可中斷的阻塞？
只能說很遺憾沒有一個(gè)通用的解決辦法，我們需要針對(duì)特定的鎖或io給出特定的解決方案。對(duì)于這些特殊的例子，api一般會(huì)給出可以響應(yīng)中斷的操作方法，我們要選用那些特定的方法，沒有萬能藥。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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