詳解Java多線程編程中線程的啟動、中斷或終止操作

更新時間：2016年07月02日 08:59:43 作者：skywangkw

在Java中start和tun方法可用被用來啟動線程,而用interrupt方法來中斷或終止線程,以下我們就來詳解Java多線程編程中線程的啟動、中斷或終止操作

線程啟動：
1.start() 和 run()的區(qū)別說明
start() : 它的作用是啟動一個新線程，新線程會執(zhí)行相應(yīng)的run()方法。start()不能被重復調(diào)用。
run() : run()就和普通的成員方法一樣，可以被重復調(diào)用。單獨調(diào)用run()的話，會在當前線程中執(zhí)行run()，而并不會啟動新線程！
下面以代碼來進行說明。

class MyThread extends Thread{ 
  public void run(){
    ...
  } 
};
MyThread mythread = new MyThread();

mythread.start()會啟動一個新線程，并在新線程中運行run()方法。
而mythread.run()則會直接在當前線程中運行run()方法，并不會啟動一個新線程來運行run()。

2.start() 和 run()的區(qū)別示例
下面，通過一個簡單示例演示它們之間的區(qū)別。源碼如下：

// Demo.java 的源碼
class MyThread extends Thread{
  public MyThread(String name) {
    super(name);
  }

  public void run(){
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is running");
  } 
};

public class Demo { 
  public static void main(String[] args) { 
    Thread mythread=new MyThread("mythread");

    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call mythread.run()");
    mythread.run();

    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call mythread.start()");
    mythread.start();
  } 
}

運行結(jié)果：

main call mythread.run()
main is running
main call mythread.start()
mythread is running

結(jié)果說明：
(1) Thread.currentThread().getName()是用于獲取“當前線程”的名字。當前線程是指正在cpu中調(diào)度執(zhí)行的線程。
(2) mythread.run()是在“主線程main”中調(diào)用的，該run()方法直接運行在“主線程main”上。
(3) mythread.start()會啟動“線程mythread”，“線程mythread”啟動之后，會調(diào)用run()方法；此時的run()方法是運行在“線程mythread”上。

線程的中斷和終止

一、線程中斷：interrupt()
interrupt()的作用是中斷本線程。
本線程中斷自己是被允許的；其它線程調(diào)用本線程的interrupt()方法時，會通過checkAccess()檢查權(quán)限。這有可能拋出SecurityException異常。
如果本線程是處于阻塞狀態(tài)：調(diào)用線程的wait(), wait(long)或wait(long, int)會讓它進入等待(阻塞)狀態(tài)，或者調(diào)用線程的join(), join(long), join(long, int), sleep(long), sleep(long, int)也會讓它進入阻塞狀態(tài)。若線程在阻塞狀態(tài)時，調(diào)用了它的interrupt()方法，那么它的“中斷狀態(tài)”會被清除并且會收到一個InterruptedException異常。例如，線程通過wait()進入阻塞狀態(tài)，此時通過interrupt()中斷該線程；調(diào)用interrupt()會立即將線程的中斷標記設(shè)為“true”，但是由于線程處于阻塞狀態(tài)，所以該“中斷標記”會立即被清除為“false”，同時，會產(chǎn)生一個InterruptedException的異常。
如果線程被阻塞在一個Selector選擇器中，那么通過interrupt()中斷它時；線程的中斷標記會被設(shè)置為true，并且它會立即從選擇操作中返回。
如果不屬于前面所說的情況，那么通過interrupt()中斷線程時，它的中斷標記會被設(shè)置為“true”。
中斷一個“已終止的線程”不會產(chǎn)生任何操作。

二、線程終止
Thread中的stop()和suspend()方法，由于固有的不安全性，已經(jīng)建議不再使用！
下面，我先分別討論線程在“阻塞狀態(tài)”和“運行狀態(tài)”的終止方式，然后再總結(jié)出一個通用的方式。
1. 終止處于“阻塞狀態(tài)”的線程
通常，我們通過“中斷”方式終止處于“阻塞狀態(tài)”的線程。
當線程由于被調(diào)用了sleep(), wait(), join()等方法而進入阻塞狀態(tài)；若此時調(diào)用線程的interrupt()將線程的中斷標記設(shè)為true。由于處于阻塞狀態(tài)，中斷標記會被清除，同時產(chǎn)生一個InterruptedException異常。將InterruptedException放在適當?shù)臑橹咕湍芙K止線程，形式如下：

@Override
public void run() {
  try {
    while (true) {
      // 執(zhí)行任務(wù)...
    }
  } catch (InterruptedException ie) { 
    // 由于產(chǎn)生InterruptedException異常，退出while(true)循環(huán)，線程終止！
  }
}

說明：在while(true)中不斷的執(zhí)行任務(wù)，當線程處于阻塞狀態(tài)時，調(diào)用線程的interrupt()產(chǎn)生InterruptedException中斷。中斷的捕獲在while(true)之外，這樣就退出了while(true)循環(huán)！
注意：對InterruptedException的捕獲務(wù)一般放在while(true)循環(huán)體的外面，這樣，在產(chǎn)生異常時就退出了while(true)循環(huán)。否則，InterruptedException在while(true)循環(huán)體之內(nèi)，就需要額外的添加退出處理。形式如下：

@Override
public void run() {
  while (true) {
    try {
      // 執(zhí)行任務(wù)...
    } catch (InterruptedException ie) { 
      // InterruptedException在while(true)循環(huán)體內(nèi)。
      // 當線程產(chǎn)生了InterruptedException異常時，while(true)仍能繼續(xù)運行！需要手動退出
      break;
    }
  }
}

說明：上面的InterruptedException異常的捕獲在whle(true)之內(nèi)。當產(chǎn)生InterruptedException異常時，被catch處理之外，仍然在while(true)循環(huán)體內(nèi)；要退出while(true)循環(huán)體，需要額外的執(zhí)行退出while(true)的操作。
2. 終止處于“運行狀態(tài)”的線程
通常，我們通過“標記”方式終止處于“運行狀態(tài)”的線程。其中，包括“中斷標記”和“額外添加標記”。
(1) 通過“中斷標記”終止線程。
形式如下：

@Override
public void run() {
  while (!isInterrupted()) {
    // 執(zhí)行任務(wù)...
  }
}

說明：isInterrupted()是判斷線程的中斷標記是不是為true。當線程處于運行狀態(tài)，并且我們需要終止它時；可以調(diào)用線程的interrupt()方法，使用線程的中斷標記為true，即isInterrupted()會返回true。此時，就會退出while循環(huán)。
注意：interrupt()并不會終止處于“運行狀態(tài)”的線程！它會將線程的中斷標記設(shè)為true。
(2) 通過“額外添加標記”。
形式如下：

private volatile boolean flag= true;
protected void stopTask() {
  flag = false;
}

@Override
public void run() {
  while (flag) {
    // 執(zhí)行任務(wù)...
  }
}

說明：線程中有一個flag標記，它的默認值是true；并且我們提供stopTask()來設(shè)置flag標記。當我們需要終止該線程時，調(diào)用該線程的stopTask()方法就可以讓線程退出while循環(huán)。
注意：將flag定義為volatile類型，是為了保證flag的可見性。即其它線程通過stopTask()修改了flag之后，本線程能看到修改后的flag的值。
綜合線程處于“阻塞狀態(tài)”和“運行狀態(tài)”的終止方式，比較通用的終止線程的形式如下：

@Override
public void run() {
  try {
    // 1. isInterrupted()保證，只要中斷標記為true就終止線程。
    while (!isInterrupted()) {
      // 執(zhí)行任務(wù)...
    }
  } catch (InterruptedException ie) { 
    // 2. InterruptedException異常保證，當InterruptedException異常產(chǎn)生時，線程被終止。
  }
}

3. 終止線程的示例
interrupt()常常被用來終止“阻塞狀態(tài)”線程。參考下面示例：

// Demo1.java的源碼
class MyThread extends Thread {

  public MyThread(String name) {
    super(name);
  }

  @Override
  public void run() {
    try { 
      int i=0;
      while (!isInterrupted()) {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
        i++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i); 
      }
    } catch (InterruptedException e) { 
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException."); 
    }
  }
}

public class Demo1 {

  public static void main(String[] args) { 
    try { 
      Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new."); 

      t1.start();           // 啟動“線程t1”
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started."); 

      // 主線程休眠300ms，然后主線程給t1發(fā)“中斷”指令。
      Thread.sleep(300);
      t1.interrupt();
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");

      // 主線程休眠300ms，然后查看t1的狀態(tài)。
      Thread.sleep(300);
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
    } catch (InterruptedException e) { 
      e.printStackTrace();
    }
  } 
}

運行結(jié)果：

t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException.
t1 (TERMINATED) is interrupted now.

結(jié)果說明：
(1) 主線程main中通過new MyThread("t1")創(chuàng)建線程t1，之后通過t1.start()啟動線程t1。
(2) t1啟動之后，會不斷的檢查它的中斷標記，如果中斷標記為“false”；則休眠100ms。
(3) t1休眠之后，會切換到主線程main；主線程再次運行時，會執(zhí)行t1.interrupt()中斷線程t1。t1收到中斷指令之后，會將t1的中斷標記設(shè)置“false”，而且會拋出InterruptedException異常。在t1的run()方法中，是在循環(huán)體while之外捕獲的異常；因此循環(huán)被終止。
我們對上面的結(jié)果進行小小的修改，將run()方法中捕獲InterruptedException異常的代碼塊移到while循環(huán)體內(nèi)。

// Demo2.java的源碼
class MyThread extends Thread {

  public MyThread(String name) {
    super(name);
  }

  @Override
  public void run() {
    int i=0;
    while (!isInterrupted()) {
      try {
        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
      } catch (InterruptedException ie) { 
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException."); 
      }
      i++;
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i); 
    }
  }
}

public class Demo2 {

  public static void main(String[] args) { 
    try { 
      Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new."); 

      t1.start();           // 啟動“線程t1”
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started."); 

      // 主線程休眠300ms，然后主線程給t1發(fā)“中斷”指令。
      Thread.sleep(300);
      t1.interrupt();
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");

      // 主線程休眠300ms，然后查看t1的狀態(tài)。
      Thread.sleep(300);
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
    } catch (InterruptedException e) { 
      e.printStackTrace();
    }
  } 
}

運行結(jié)果：

t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException.
t1 (RUNNABLE) loop 3
t1 (RUNNABLE) loop 4
t1 (RUNNABLE) loop 5
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted now.
t1 (RUNNABLE) loop 6
t1 (RUNNABLE) loop 7
t1 (RUNNABLE) loop 8
t1 (RUNNABLE) loop 9
...

結(jié)果說明：
程序進入了死循環(huán)！
為什么會這樣呢？這是因為，t1在“等待(阻塞)狀態(tài)”時，被interrupt()中斷；此時，會清除中斷標記[即isInterrupted()會返回false]，而且會拋出InterruptedException異常[該異常在while循環(huán)體內(nèi)被捕獲]。因此，t1理所當然的會進入死循環(huán)了。
解決該問題，需要我們在捕獲異常時，額外的進行退出while循環(huán)的處理。例如，在MyThread的catch(InterruptedException)中添加break 或 return就能解決該問題。
下面是通過“額外添加標記”的方式終止“狀態(tài)狀態(tài)”的線程的示例：

// Demo3.java的源碼
class MyThread extends Thread {

  private volatile boolean flag= true;
  public void stopTask() {
    flag = false;
  }

  public MyThread(String name) {
    super(name);
  }

  @Override
  public void run() {
    synchronized(this) {
      try {
        int i=0;
        while (flag) {
          Thread.sleep(100); // 休眠100ms
          i++;
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i); 
        }
      } catch (InterruptedException ie) { 
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException."); 
      }
    } 
  }
}

public class Demo3 {

  public static void main(String[] args) { 
    try { 
      MyThread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new."); 

      t1.start();           // 啟動“線程t1”
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started."); 

      // 主線程休眠300ms，然后主線程給t1發(fā)“中斷”指令。
      Thread.sleep(300);
      t1.stopTask();
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");

      // 主線程休眠300ms，然后查看t1的狀態(tài)。
      Thread.sleep(300);
      System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
    } catch (InterruptedException e) { 
      e.printStackTrace();
    }
  } 
}

運行結(jié)果：

t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) loop 3
t1 (TERMINATED) is interrupted now.

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