Java線程中斷的實(shí)現(xiàn)過(guò)程
線程的調(diào)度和執(zhí)行由操作系統(tǒng)決定，而 Java 通過(guò)提供一系列 API 來(lái)與操作系統(tǒng)交互，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)線程的控制。
現(xiàn)代操作系統(tǒng)對(duì)線程的控制遵循兩個(gè)核心原則：
1、搶占式調(diào)度：操作系統(tǒng)可以強(qiáng)制剝奪線程的 CPU 時(shí)間片（如時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度）
2、協(xié)作式中斷：依賴(lài)線程主動(dòng)響應(yīng)中斷信號(hào)（Java 的 interrupt())
因此Java 虛擬機(jī)（JVM）作為用戶態(tài)程序，其實(shí)是無(wú)法直接終止一個(gè)線程的。當(dāng)我們調(diào)用 thread.stop() 這類(lèi)方法時(shí)，實(shí)際上是在用戶態(tài)層面發(fā)出中斷請(qǐng)求，而真正的線程終止還需要操作系統(tǒng)內(nèi)核的配合。
如下圖所示：
Java 線程中斷的三種實(shí)現(xiàn)方式：
1、volatile 標(biāo)志位：通過(guò)設(shè)置標(biāo)志位，使線程正常退出，能夠確保線程根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯安全停止。
2、Thread.stop() 方法：已廢棄，不推薦使用，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致線程安全問(wèn)題和資源泄漏。
3、Thread.interrupt() 方法：推薦使用，通過(guò)設(shè)置中斷標(biāo)志來(lái)提示線程停止，能夠優(yōu)雅的停止線程。
1、volatile 標(biāo)志位
volatile關(guān)鍵字可以確保變量的修改對(duì)所有線程立即可見(jiàn)。
通過(guò)在共享變量上使用volatile，工作線程可以在運(yùn)行過(guò)程中檢查該變量的狀態(tài)，一旦檢測(cè)到變化即可清理資源并結(jié)束執(zhí)行。
public class WorkerThread extends Thread {
privatevolatileboolean running = true;
public void run() {
int i = 1;
while (running) { // 檢查標(biāo)志位
System.out.println("線程運(yùn)行中: " + i++);
try {
Thread.sleep(1000L); // 模擬業(yè)務(wù)操作
} catch (InterruptedException e) {
// 重新設(shè)置中斷標(biāo)識(shí)
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
System.out.println("線程已優(yōu)雅停止");
}
public void cancel() {
running = false;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
WorkerThread thread = new WorkerThread();
thread.start();
// 線程運(yùn)行一段時(shí)間
Thread.sleep(5000L);
// 修改標(biāo)志位，中斷線程
thread.cancel();
}
}輸出：
運(yùn)行結(jié)果： 線程運(yùn)行中: 1 線程運(yùn)行中: 2 線程運(yùn)行中: 3 線程運(yùn)行中: 4 線程運(yùn)行中: 5 線程已優(yōu)雅停止
2、stop()強(qiáng)制終止
Thread.stop()方法是 Java 早期提供的一種強(qiáng)制中止線程的方式，該方法會(huì)立即終止線程，而不執(zhí)行清理工作（如釋放資源、完成文件操作等），因此容易導(dǎo)致資源泄漏和線程安全問(wèn)題，已被 Java 官方棄用。
public class WorkerThread extends Thread {
public void run() {
int i = 1;
while (true) {
System.out.println("線程運(yùn)行中: " + i++);
try {
Thread.sleep(1000L); // 模擬業(yè)務(wù)操作
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
WorkerThread thread = new WorkerThread();
thread.start();
// 線程運(yùn)行一段時(shí)間
Thread.sleep(5000L);
// 調(diào)用 stop 方法，強(qiáng)制終止線程
thread.stop();
System.out.println("線程已強(qiáng)制終止");
}
}運(yùn)行結(jié)果： 線程運(yùn)行中: 1 線程運(yùn)行中: 2 線程運(yùn)行中: 3 線程運(yùn)行中: 4 線程運(yùn)行中: 5 線程已強(qiáng)制終止
為什么 stop() 方法會(huì)被廢棄呢？ JavaDoc 中Why is Thread.stop deprecated?這篇官方文檔解釋了其被廢棄的原因。
總結(jié)如下：
- 不可控的資源釋放：線程可能持有鎖或資源，強(qiáng)制終止可能導(dǎo)致資源泄漏。
- 數(shù)據(jù)不一致：線程可能在執(zhí)行關(guān)鍵操作時(shí)被中斷，導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞。
- 難以調(diào)試：強(qiáng)制終止可能引發(fā)不可預(yù)測(cè)的異常。
3、interrupt() 協(xié)作式中斷
因?yàn)門(mén)hread.stop()中斷線程的粗暴性，Java 官方已經(jīng)廢棄了該方法，那么官方還有沒(méi)有其它更優(yōu)雅的方案來(lái)中斷線程呢？答案是有的：那就是使用interrupt()協(xié)作式中斷。
什么是協(xié)作式中斷？
協(xié)作式中斷就是區(qū)別于 Thread.stop()，它是非強(qiáng)制且需要配合的。
非強(qiáng)制性：
interrupt() 方法不會(huì)強(qiáng)制終止線程，而是通過(guò)設(shè)置中斷標(biāo)志來(lái)通知線程應(yīng)該停止。線程可以選擇中斷，也可以忽略這個(gè)中斷請(qǐng)求，繼續(xù)執(zhí)行。
需要配合：
使用 interrupt() 方法，線程需要主動(dòng)檢查中斷標(biāo)志，或者在阻塞方法中處理 InterruptedException，才能正常響應(yīng)中斷請(qǐng)求。這種機(jī)制是需要線程和中斷請(qǐng)求者之間相互“配合”的。
通過(guò)示例來(lái)演示下協(xié)作式中斷：
public class WorkerThread extends Thread {
@Override
public void run() {
int i = 1;
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) { // 顯式檢查中斷狀態(tài)
System.out.println("線程運(yùn)行中: " + i++);
try {
Thread.sleep(1000L); // 模擬業(yè)務(wù)操作
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("捕獲到中斷異常，但線程繼續(xù)運(yùn)行！");
// Thread.currentThread().interrupt();
}
}
System.out.println("線程已優(yōu)雅停止");
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
WorkerThread thread = new WorkerThread();
thread.start();
Thread.sleep(5000L); // 主線程等待5秒
// 請(qǐng)求線程中斷
thread.interrupt();
System.out.println("主線程請(qǐng)求線程中斷");
}
}運(yùn)行結(jié)果： 線程運(yùn)行中: 1 線程運(yùn)行中: 2 線程運(yùn)行中: 3 線程運(yùn)行中: 4 線程運(yùn)行中: 5 主線程請(qǐng)求線程中斷 捕獲到中斷異常，但線程繼續(xù)運(yùn)行！ 線程運(yùn)行中: 6 線程運(yùn)行中: 7
可以看到，main() 方法中已經(jīng)請(qǐng)求了線程中斷，但是線程并沒(méi)有被中斷，還是繼續(xù)執(zhí)行下去了，為什么？
interrupt() 方法被調(diào)用時(shí)，線程的中斷標(biāo)志會(huì)被設(shè)置為 true。它的調(diào)用只是傳遞了一個(gè)中斷信號(hào)，線程本身不會(huì)立即停止執(zhí)行。
它需要通過(guò)檢查中斷標(biāo)志（如使用 Thread.currentThread().isInterrupted()）來(lái)決定是否停止當(dāng)線程。
并且當(dāng)線程處于以下阻塞方法（如 sleep()、wait()、join()）時(shí)，
JVM 會(huì)做兩件事：1.拋出 InterruptedException 異常；2.清除中斷標(biāo)志，重新設(shè)置為 false。
那么，當(dāng)我們?cè)诔绦蛑胁东@到 InterruptedException 異常時(shí)，我們需要做出明確的選擇：
處理異常并終止線程的執(zhí)行；重新設(shè)置中斷標(biāo)識(shí)讓上層邏輯感知到。
上邊的示例中，我們?cè)诓东@了 InterruptedException 異常后，這時(shí)中斷標(biāo)志已經(jīng)被重置，而程序中卻沒(méi)有做任何的處理，導(dǎo)致了在下一輪的循環(huán)判斷中，檢測(cè)的中斷狀態(tài)不對(duì)，所以線程沒(méi)有按預(yù)期執(zhí)行中斷。
正例
public class WorkerThread extends Thread {
@Override
public void run() {
int i = 1;
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) { // 顯式檢查中斷狀態(tài)
System.out.println("線程運(yùn)行中: " + i++);
try {
Thread.sleep(1000L); // 模擬業(yè)務(wù)操作
} catch (InterruptedException e) {
// 重新設(shè)置中斷標(biāo)志，通知上層邏輯進(jìn)行中斷處理
System.out.println("線程被中斷！");
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
System.out.println("線程已優(yōu)雅停止");
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
WorkerThread thread = new WorkerThread();
thread.start();
Thread.sleep(5000L); // 主線程等待5秒
// 請(qǐng)求線程中斷
thread.interrupt();
System.out.println("主線程請(qǐng)求線程中斷");
}
}運(yùn)行結(jié)果： 線程運(yùn)行中: 1 線程運(yùn)行中: 2 線程運(yùn)行中: 3 線程運(yùn)行中: 4 線程運(yùn)行中: 5 主線程請(qǐng)求線程中斷 線程被中斷！ 線程已優(yōu)雅停止
在這個(gè)示例中，我們?cè)诓东@到異常后，正確的恢復(fù)了中斷標(biāo)志，線程優(yōu)雅地被中斷。
關(guān)于在線程運(yùn)行狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)的方法，可參考如下：
總結(jié)
在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，推薦使用 volatile 標(biāo)志位和 thread.interrupt() 協(xié)作式中斷來(lái)中止線程。這兩種方式能夠確保線程的安全和資源的正確釋放，避免線程不安全和資源泄漏問(wèn)題。
如下圖所示：
thread.stop() 方法由于其強(qiáng)制性和不安全性，已被廢棄，不推薦使用。通過(guò)合理使用協(xié)作式中斷機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)線程的優(yōu)雅停止，提高程序的健壯性和可靠性。
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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