Java線程中斷及線程中斷的幾種使用場景小結(jié)

更新時(shí)間：2024年01月17日 09:21:40 作者：David愛編程

在并發(fā)編程中,合理使用線程中斷機(jī)制可以提高程序的魯棒性和可維護(hù)性,本文主要介紹了Java線程中斷及線程中斷的幾種使用場景小結(jié),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

引言

在多線程編程中，線程中斷技術(shù)是確保程序健壯性和可靠性的不可或缺的一部分。本文將深入探討Java中的線程中斷技術(shù)，以通俗易懂的方式介紹其概念、機(jī)制以及在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用。

1. 線程中斷概述

在多線程編程中，線程是程序中的執(zhí)行單元，而線程中斷是一種機(jī)制，允許一個(gè)線程打斷另一個(gè)線程的正常執(zhí)行流程。這種機(jī)制為多線程環(huán)境下的協(xié)同工作提供了一種靈活而有效的方式。

線程中斷并不是強(qiáng)制性的，而是一種協(xié)作機(jī)制。通過線程中斷，我們可以向目標(biāo)線程發(fā)出信號(hào)，通知它發(fā)生了一些特定的事件，而目標(biāo)線程可以選擇如何應(yīng)對(duì)這個(gè)事件。這種靈活性使得線程中斷成為并發(fā)編程中的一個(gè)重要工具。

以下是與線程中斷相關(guān)的幾個(gè)核心方法：

interrupt()方法：
作用：用于中斷目標(biāo)線程，將目標(biāo)線程的中斷標(biāo)志位置為true。

調(diào)用方式： Thread.currentThread().interrupt() 或 myThread.interrupt()。
isInterrupted()方法：
作用：返回調(diào)用線程的中斷狀態(tài)，不會(huì)清除中斷標(biāo)志。

調(diào)用方式： Thread.currentThread().isInterrupted() 或 myThread.isInterrupted()。
interrupted()方法：
作用：返回調(diào)用線程的中斷狀態(tài)，并清除中斷標(biāo)志（靜態(tài)方法）。

調(diào)用方式： Thread.interrupted()。

**注意：**這里的myThread代表的是你創(chuàng)建的線程實(shí)例的名字

2. Java中的線程中斷機(jī)制

在Java中，線程中斷是通過Thread類提供的interrupt()方法來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)用interrupt()方法并不會(huì)直接中斷線程，而是將線程的中斷標(biāo)志位置為true，表示線程已經(jīng)被中斷。目標(biāo)線程可以通過檢查自身的中斷狀態(tài)來確定是否被中斷，從而采取相應(yīng)的行動(dòng)。

這種設(shè)計(jì)使得線程中斷變得相對(duì)安全，因?yàn)榫€程仍然有機(jī)會(huì)在合適的時(shí)候完成它的工作，而不是被強(qiáng)制中止。同時(shí)，它也為程序員提供了更細(xì)粒度的控制，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候中斷線程，從而提高程序的魯棒性。
例子：

public class InterruptExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread myThread = new Thread(() -> {
            while (!Thread.interrupted()) {
                // 線程執(zhí)行的操作
                System.out.println("Working...");
            }
            System.out.println("Thread is interrupted!");
        });

        myThread.start();

        // 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)調(diào)用 myThread.interrupt() 來中斷線程
        try {
            Thread.sleep(2000);
            myThread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3. 捕獲中斷信號(hào)

在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要了解目標(biāo)線程是否被中斷。為此，Java提供了兩種方法：isInterrupted()和Thread.interrupted()。這兩者的區(qū)別在于前者不會(huì)改變中斷狀態(tài)，而后者會(huì)清除中斷狀態(tài)。

interrupt

Thread.interrupted()示例：

// 示例代碼
public class InterruptCaptureExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread myThread = new Thread(() -> {
            while (!Thread.interrupted()) {
                // 線程執(zhí)行的操作
                System.out.println("Working...");
            }
            // 線程中斷狀態(tài)被Thread.interrupted()清除了
            System.out.println("Thread is interrupted: " + Thread.interrupted());
        });

        myThread.start();

        // 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)調(diào)用 myThread.interrupt() 來中斷線程
        try {
            Thread.sleep(2000);
            myThread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

isInterrupted方法示例：

public class InterruptCaptureExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread myThread = new Thread(() -> {
            try {
                while (!Thread.interrupted()) {
                    // 模擬線程執(zhí)行的操作
                    System.out.println("Working...");
                    Thread.sleep(500); // 模擬耗時(shí)操作
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("Thread is interrupted during work!");
                // 重新設(shè)置中斷狀態(tài)，因?yàn)門hread.interrupted清除了線程中斷狀態(tài)
              // 否則myThread.isInterrupted()為false
              Thread.currentThread().interrupt(); 
            } finally {
                // 清理工作，確保資源釋放
                System.out.println("Cleaning up resources...");
            }
        });

        myThread.start();

        // 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)調(diào)用 myThread.interrupt() 來中斷線程
        try {
            Thread.sleep(2000);
            myThread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 判斷線程是否被中斷
        boolean isInterrupted = myThread.isInterrupted();
        System.out.println("Thread is interrupted: " + isInterrupted);
    }
}

4. 處理中斷

線程被中斷時(shí)，應(yīng)該采取哪些操作？本節(jié)提供一些建議，涉及到線程在中斷時(shí)的清理工作和資源釋放，確保線程的優(yōu)雅退出。

例子：

public class CleanupOnInterrupt {
    public static void main(String[] args) {
        Thread myThread = new Thread(() -> {
            try {
                while (!Thread.interrupted()) {
                    // 線程執(zhí)行的操作
                    System.out.println("Thread is working...");
                    Thread.sleep(1000); // 模擬線程執(zhí)行任務(wù)
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("Thread is interrupted during work!");
            } finally {
                // 清理工作，確保資源釋放
                System.out.println("Cleaning up resources...");
            }
        });

        myThread.start();
        try {
            // 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)調(diào)用 myThread.interrupt() 來中斷線程
            Thread.sleep(5000); // 模擬主線程等待一段時(shí)間后中斷子線程
            myThread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

5. 等待中的線程中斷

本章探討處在等待狀態(tài)中的線程如何響應(yīng)中斷。通過實(shí)例演示wait()和sleep()方法，以及如何使用InterruptedException來處理中斷，使讀者朋友能夠理解這一關(guān)鍵概念。

例子：

public class ThreadWaitInterrupt {
    public static void main(String[] args) {
        Object lock = new Object();

        Thread myThread = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("Thread is interrupted!");
                }
            }
        });

        myThread.start();
        try {
            // 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)調(diào)用 myThread.interrupt() 來中斷線程
            Thread.sleep(3000); // 模擬主線程等待一段時(shí)間后中斷子線程
            myThread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

6. 優(yōu)雅的線程中斷

通過一個(gè)生動(dòng)的實(shí)例，演示如何在實(shí)際應(yīng)用中使用線程中斷。以文件下載為例，展示如何通過中斷機(jī)制提高程序的響應(yīng)性和用戶體驗(yàn)。

例子：

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.URL;

class FileDownloadThread extends Thread {
    private final String fileUrl;
    private final String destinationFile;

    public FileDownloadThread(String fileUrl, String destinationFile) {
        this.fileUrl = fileUrl;
        this.destinationFile = destinationFile;
    }

    @Override
    public void run() {
        try (InputStream in = new URL(fileUrl).openStream();
             FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(destinationFile)) {

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead;
            while ( (bytesRead = in.read(buffer)) != -1) {
                if (isInterrupted()){
                    System.out.println("File download cancel!");
                    break;
                }else{
                    fileOutputStream.write(buffer, 0, bytesRead);
                }
                System.out.println("File download completed!");
            }

        } catch (IOException e) {
            System.out.println("File download failed: " + e.getMessage());
        }
    }
}

public class DownLoad {
    public static void main(String[] args) {
        String fileUrl = "https://download.oracle.com/java/21/latest/jdk-21_linux-aarch64_bin.tar.gz";
        String destinationFile = "downloadedFile.zip";

        FileDownloadThread downloadThread = new FileDownloadThread(fileUrl, destinationFile);
        downloadThread.start();

        // 模擬用戶點(diǎn)擊取消下載操作
        try {
            Thread.sleep(1000); // 用戶等待了1秒后取消下載
            downloadThread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在這個(gè)例子中，F(xiàn)ileDownloadThread負(fù)責(zé)下載文件，通過檢查線程的中斷狀態(tài)來判斷是否繼續(xù)下載。主線程模擬用戶點(diǎn)擊取消下載操作，調(diào)用downloadThread.interrupt()來中斷文件下載線程。線程在被中斷后，會(huì)立即停止下載并輸出相應(yīng)的信息，使用戶體驗(yàn)更加友好。這展示了線程中斷在提高程序響應(yīng)性方面的實(shí)際應(yīng)用。

7. 避免死鎖

死鎖是多線程編程中常見的問題，而線程中斷可以用來避免死鎖。通過在獲取資源時(shí)檢查線程中斷狀態(tài)，可以及時(shí)中止可能導(dǎo)致死鎖的線程。

技術(shù)點(diǎn)：
- 使用線程中斷來打破死鎖。
- 如何檢查線程中斷狀態(tài)以避免死鎖。
實(shí)現(xiàn)：
- 在多線程應(yīng)用中，當(dāng)一個(gè)線程等待獲取多個(gè)鎖時(shí)，可能發(fā)生死鎖。通過在獲取每個(gè)鎖的過程中檢查線程中斷狀態(tài)，可以避免死鎖的發(fā)生。當(dāng)線程被中斷時(shí)，它可以選擇立即釋放已經(jīng)獲取的鎖，防止死鎖的發(fā)生。

public class DeadlockAvoidanceExample {
    private final Object lock1 = new Object();
    private final Object lock2 = new Object();

    public void executeThread1() {
        synchronized (lock1) {
            System.out.println("Thread 1: Holding lock 1");
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("Thread 1: interrupt");
                return;
            }
            System.out.println("Thread 1: Waiting for lock 2");
            synchronized (lock2) {
                System.out.println("Thread 1: Holding lock 1 and lock 2");
            }
        }
    }

    public void executeThread2() {
        synchronized (lock2) {
            System.out.println("Thread 2: Holding lock 2");
            try {
                Thread.sleep(10000);
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("Thread 2: interrupt");
                //Thread.currentThread().interrupt();
                return;
            }
            System.out.println("Thread 2: Waiting for lock 1");
            synchronized (lock1) {
                System.out.println("Thread 2: Holding lock 1 and lock 2");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        DeadlockAvoidanceExample deadlockAvoidanceExample =new DeadlockAvoidanceExample();
        Thread t1 = new Thread(){
           public void run(){
               deadlockAvoidanceExample.executeThread1();
               //deadlockAvoidanceExample.executeThread2();
            }
        };
        Thread t2 = new Thread(){
            public void run(){
                // deadlockAvoidanceExample.executeThread1();
                deadlockAvoidanceExample.executeThread2();
            }
        };
        t1.start();
        t2.start();
        // 主線程sleep 2秒
        Thread.sleep(2000);
        // 中斷t2線程，釋放鎖，t1線程可以獲得鎖繼續(xù)執(zhí)行
        t2.interrupt();

    }

執(zhí)行效果如下:

res

在這個(gè)例子中，DeadlockAvoidanceExample類展示了一個(gè)可能導(dǎo)致死鎖的情況。通過在獲取鎖的過程中檢查線程中斷狀態(tài)，可以在發(fā)生死鎖時(shí)及時(shí)中止線程，從而避免死鎖的發(fā)生。

8. 最佳實(shí)踐和注意事項(xiàng)

總結(jié)線程中斷的最佳實(shí)踐，提醒讀者朋友注意可能的陷阱和常見誤區(qū)。包括如何避免濫用線程中斷，以及在不同場景下的最佳應(yīng)用方式。

技術(shù)點(diǎn)：
- 不同場景下的線程中斷最佳實(shí)踐。
- 避免濫用線程中斷的策略。
實(shí)現(xiàn)：
- 在使用線程中斷時(shí)，確保目標(biāo)線程能夠正確響應(yīng)中斷信號(hào)，避免出現(xiàn)死循環(huán)或不響應(yīng)中斷的情況。
- 謹(jǐn)慎處理捕獲的InterruptedException，避免忽略異常或僅僅輸出日志而不采取實(shí)際行動(dòng)的情況。
例子：

public class InterruptBestPracticesExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread myThread = new Thread(() -> {
            try {
                while (!Thread.interrupted()) {
                    // 線程執(zhí)行的操作
                    System.out.println("Thread is working...");
                    Thread.sleep(1000); // 模擬線程執(zhí)行任務(wù)
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("Thread is interrupted during work!");
                Thread.currentThread().interrupt(); // 重新設(shè)置中斷狀態(tài)
            } finally {
                // 清理工作，確保資源釋放
                System.out.println("Cleaning up resources...");
            }
        });

        myThread.start();
        try {
            // 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)調(diào)用 myThread.interrupt() 來中斷線程
            Thread.sleep(5000); // 模擬主線程等待一段時(shí)間后中斷子線程
            myThread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

9. 結(jié)論

通過本文的學(xué)習(xí)，我們深入剖析了Java線程中斷技術(shù)，理解了其核心概念和實(shí)際應(yīng)用。在并發(fā)編程中，合理使用線程中斷機(jī)制可以提高程序的魯棒性和可維護(hù)性。

概括：
- 線程中斷是一種協(xié)作機(jī)制，通過它可以向目標(biāo)線程發(fā)出信號(hào)，通知它發(fā)生了一些特定的事件。
- 在Java中，線程中斷是通過Thread類提供的interrupt()方法來實(shí)現(xiàn)的，通過檢查自身的中斷狀態(tài)來確定是否被中斷。
- 我們通過實(shí)例演示了線程中斷的各種應(yīng)用，包括優(yōu)雅的線程中斷、避免死鎖等場景。
- 在實(shí)際應(yīng)用中，合理使用線程中斷可以提高程序的響應(yīng)性和用戶體驗(yàn)，但也需要注意避免濫用和正確處理中斷異常。

到此這篇關(guān)于Java線程中斷及線程中斷的幾種使用場景小結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java線程中斷內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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