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Java線程取消的三種方式

更新時間：2024年12月18日 11:45:09 作者：louisgeek

文章介紹了 Java 線程取消的 3 種方式,不推薦使用 stop 方法和 volatile 設(shè)標(biāo)記位停止線程,線程中斷機(jī)制是協(xié)作式的,一個線程請求中斷,另一線程響應(yīng),線程可檢查自身中斷狀態(tài)或捕獲 InterruptedException 來合適處理以響應(yīng)中斷,確保安全有序停止,避免資源泄露等問題

Java 線程取消的 3 種方式

Thread 取消線程通常有以下幾種方式：
- 1 使用 stop 方法來強(qiáng)制停止線程，是非常不安全的方式
- 2 使用 volatile 設(shè)置標(biāo)記位停止線程，是一種不完全可靠的方式
- 3 使用線程中斷機(jī)制以協(xié)作式的方式來停止線程
Thread#stop 停止線程，強(qiáng)制停止一個正在運(yùn)行的線程，該方法已廢棄
Thread#interrupt 中斷線程，請求線程中斷，將線程的中斷狀態(tài)設(shè)置為 true
Thread#isInterrupted 檢查線程的中斷狀態(tài)，返回當(dāng)前線程的中斷狀態(tài)，不會改變線程的中斷狀態(tài)
Thread#interrupted 檢查并清除線程的中斷狀態(tài)，返回當(dāng)前線程的中斷狀態(tài)，并將線程的中斷狀態(tài)重置為 false，不過需要注意的是這是一個靜態(tài)方法

強(qiáng)制停止線程

不推薦使用 Thread#stop 來粗暴的停止線程，可能會引起以下問題：
- 1 Thread#stop 會立刻停止 run 方法中剩余的工作，包括在 catch 或 finally 等中的邏輯，因此可能會導(dǎo)致一些清理性的工作的得不到完成，比如文件，數(shù)據(jù)庫等的關(guān)閉操作，可能會導(dǎo)致資源泄露的問題
- 2 Thread#stop 會立即釋放該線程所持有的鎖，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)得不到同步，出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致，也可能導(dǎo)致正在更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被損壞等問題

設(shè)置 volatile 標(biāo)記位來停止線程

使用 volatile 關(guān)鍵字來設(shè)置標(biāo)記位來停止線程在某些情況下是不完全可靠的：
- 1 單純使用 volatile 關(guān)鍵字雖然可以保證變量的可見性（即一個線程對變量的修改能夠及時讓其他線程看到），但不能保證復(fù)合操作的原子性，可能會導(dǎo)致線程在不正確的時間點結(jié)束，導(dǎo)致出現(xiàn)不可預(yù)期的行為
- 2 如果線程當(dāng)前正在阻塞或等待情況下，那么它將不會立刻響應(yīng)標(biāo)記位的變化，而是必須等到它從阻塞或等待狀態(tài)恢復(fù)過來才有機(jī)會去檢查標(biāo)記位，然后才能開始處理結(jié)束流程，時間點可能就出現(xiàn)一定的滯后了

協(xié)作式中斷線程

線程中斷機(jī)制是一種協(xié)作式機(jī)制，允許一個線程請求另一個線程應(yīng)該停止其正在執(zhí)行的操作，調(diào)用線程 Thread#interrupt 中斷操作并不會直接中斷線程（不會立即停止線程），而只是改變了目標(biāo)線程的中斷狀態(tài)這個標(biāo)志位，被請求中斷的線程可以在適當(dāng)位置（如循環(huán)條件、方法調(diào)用前后等）通過檢查自身的中斷狀態(tài)來判斷是否被中斷了，從而采取相應(yīng)的行動去響應(yīng)這個中斷請求，不過甚至也可以選擇忽略它（因為響應(yīng)中斷并不是強(qiáng)制性的要求，這取決于具體的實現(xiàn)和需求）
通常情況下線程檢查自身發(fā)現(xiàn)中斷狀態(tài)為 true 時，表示該線程已經(jīng)被中斷，此時要盡快處理中斷請求，可以選擇去執(zhí)行一些清理資源、保存數(shù)據(jù)等操作，然后再結(jié)束線程
這種設(shè)計使得線程中斷變得相對安全，因為線程仍有機(jī)會在合適的時地方用合理的方式結(jié)束自身的工作，而不是像 Thread#stop 那么被強(qiáng)制停止

線程任務(wù)執(zhí)行完后正常結(jié)束

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            //模擬線程執(zhí)行任務(wù)
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
               System.out.println("線程運(yùn)行中 i=" + i);
            }
            //在執(zhí)行完所有任務(wù)后線程正常結(jié)束
            System.out.println("---- 線程結(jié)束 ----");
        }
    };
    thread.start();
}

加入請求線程中斷的邏輯

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            //模擬線程執(zhí)行任務(wù)
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
               System.out.println("線程運(yùn)行中 i=" + i);
            }
            //雖然調(diào)用了 Thread#interrupt 方法請求線程中斷但還是會執(zhí)行完所有的任務(wù)
            System.out.println("---- 線程結(jié)束 ----");
        }
    };
    thread.start();
    //演示邏輯
    try {
        //等待一段時間后去中斷 thread 線程
        Thread.sleep(10);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("請求線程中斷");
    //對 thread 線程請求線程中斷
    thread.interrupt();
}

說明僅僅只改變中斷狀態(tài)是達(dá)不到取消線程的效果，需要繼續(xù)加入響應(yīng)中斷的邏輯

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            //模擬線程執(zhí)行任務(wù)
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                //目的就是讓線程在適當(dāng)?shù)臅r候檢查自身的中斷狀態(tài)，并完成響應(yīng)中斷請求的邏輯
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("線程檢測到自身的中斷狀態(tài)為 true ，于是準(zhǔn)備停止");
                    //釋放資源并結(jié)束線程
                    break; //這里用 return 也行
                }
                System.out.println("線程運(yùn)行中 i=" + i);
            }
            //
            System.out.println("---- 線程結(jié)束 ----");
        }
    };
    thread.start();
    //演示邏輯
    try {
        //等待一段時間后去中斷 thread 線程
        Thread.sleep(10);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("請求線程中斷");
    //對 thread 線程請求線程中斷
    thread.interrupt();
}

存在阻塞狀態(tài)（比如 Object#wait、Thread#sleep、Thread#join 或 Condition#await 等方法調(diào)用產(chǎn)生的）下的響應(yīng)中斷

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            //模擬線程執(zhí)行任務(wù)
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    //當(dāng)一個線程在阻塞狀態(tài)時如果調(diào)用了該線程的 interrupt 方法的話，那么阻塞方法就會拋出 InterruptedException 異常，類似于線程檢測到自身的中斷狀態(tài)為 true，也就意味著這里需要加入響應(yīng)中斷的邏輯了
                    //這里拋出 InterruptedException 異常的設(shè)計是為了線程可以從阻塞狀態(tài)恢復(fù)（喚醒）過來（表示阻塞操作由于中斷而提前結(jié)束），能在線程結(jié)束前有機(jī)會去處理中斷請求
                    //另外拋出 InterruptedException 異常的同時會清除線程的中斷標(biāo)志位（中斷狀態(tài)被重置為 false）
                    //所以這里可以做一些停止線程任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行的邏輯（比如直接退出循環(huán)）或者也可以在這里再次調(diào)用 Thread#interrupt 重設(shè)中斷狀態(tài)（標(biāo)記回中斷狀態(tài)為 true）然后和適當(dāng)位置的 Thread#isInterrupted() 判斷配合來完成響應(yīng)中斷請求的邏輯
                    break;
                }
                System.out.println("線程運(yùn)行中 i=" + i);
            }
            //
            System.out.println("---- 線程結(jié)束 ----");
        }
    };
    thread.start();
    //演示邏輯
    try {
        //等待一段時間后去中斷 thread 線程
        Thread.sleep(10);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("請求線程中斷");
    //對 thread 線程請求線程中斷
    thread.interrupt();
}

線程在阻塞狀態(tài)下也能正確響應(yīng)中斷請求

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            //模擬線程執(zhí)行任務(wù)
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                //適當(dāng)位置檢查自身的中斷狀態(tài)，并完成響應(yīng)中斷請求的邏輯
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("線程檢測到自身的中斷狀態(tài)為 true ，于是準(zhǔn)備停止");
                    //釋放資源并結(jié)束線程
                    break; //這里用 return 也行
                }
                try {
                    Thread.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    //拋出 InterruptedException 異常的同時會清除中斷標(biāo)志位（中斷狀態(tài)被重置為 false）
                    //所以這里要特別注意，可以按需重設(shè)中斷標(biāo)志位，就能做到即使線程在阻塞狀態(tài)下也能夠正確地響應(yīng)中斷請求了（不然很容易錯過外部設(shè)置的那一次中斷請求）
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
                System.out.println("線程運(yùn)行中 i=" + i);
            }
            //
            System.out.println("---- 線程結(jié)束 ----");
        }
    };
    thread.start();
    //演示邏輯
    try {
        //等待一段時間后去中斷 thread 線程
        Thread.sleep(10);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("請求線程中斷");
    //對 thread 線程請求線程中斷
    thread.interrupt();
}

總結(jié)

不推薦使用 stop 方法來強(qiáng)制停止線程，也不推薦使用 volatile 設(shè)置標(biāo)記位停止線程
線程中斷機(jī)制是一種交互式取消方式，一個線程請求另一個線程中斷，而另一個線程就是對這個線程的請求中斷做出響應(yīng)（一個線程不應(yīng)該由其他線程來直接強(qiáng)制中斷或者停止，而是應(yīng)該由線程自己自行進(jìn)行停止，因為任務(wù)本身的代碼肯定比發(fā)出取消請求的代碼更清楚了解自身該如何執(zhí)行清除釋放結(jié)束等工作，說到底目標(biāo)線程比調(diào)用者更加了解自身線程應(yīng)不應(yīng)該被停止，何時停止，如何停止）
線程自己檢查自身中斷狀態(tài)或者捕獲 InterruptedException 然后進(jìn)行合適的處理以響應(yīng)中斷
通過合理地運(yùn)用線程中斷機(jī)制，可以確保線程能夠安全、有序地停止，從而避免資源泄露以及一些潛在的問題

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