中断线程
1251字约4分钟
2024-08-08
如果线程需要执行一个长时间任务,就可能需要能中断线程。中断线程就是其他线程给该线程发一个信号,该线程收到信号后结束执行 run()
方法,使得自身线程能立刻结束运行
我们举个栗子:假设从网络下载一个 100M
的文件,如果网速很慢,用户等得不耐烦,就可能在下载过程中点"取消",这时,程序就需要中断下载线程的执行
interrupt()
中断一个线程非常简单,只需要在其他线程中对目标线程调用 interrupt()
方法,目标线程需要反复检测自身状态是否是 interrupted
状态,如果是,就立刻结束运行
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new MyThread();
t.start();
// 暂停 2 毫秒
Thread.sleep(2);
// 中断 t 线程
t.interrupt();
// 等待 t 线程结束
t.join();
System.out.println("main end");
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
int n = 1;
while (!isInterrupted()) {
System.out.println("Hello " + n);
n++;
}
System.out.println("Hello End");
}
}
main
线程通过调用 t.interrupt()
方法中断 t
线程,但是要注意,interrupt()
方法仅仅向 t
线程发出了"中断请求",至于 t
线程是否能立刻响应,要看具体代码。而 t
线程的 while
循环会检测 isInterrupted()
,所以上述代码能正确响应 interrupt()
请求,使得自身立刻结束运行 run()
方法
如果线程处于等待状态,例如,t.join()
会让 main
线程进入等待状态,此时,如果对 main
线程调用 interrupt()
,join()
方法会立刻抛出 InterruptedException
,因此,目标线程只要捕获到 join()
方法抛出的 InterruptedException
,就说明有其他线程对其调用了 interrupt()
方法,通常情况下该线程应该立刻结束运行
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new MyThread();
t.start();
Thread.sleep(1000);
// 中断 t 线程
t.interrupt();
// 等待 t 线程结束
t.join();
System.out.println("main end");
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
Thread hello = new HelloThread();
// 启动 hello 线程
hello.start();
try {
// 等待 hello 线程结束
hello.join();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("interrupted!");
}
hello.interrupt();
}
}
class HelloThread extends Thread {
@Override
public void run() {
int n = 1;
while (!isInterrupted()) {
System.out.println("Hello " + n);
n++;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
break;
}
}
}
}
main
线程通过调用 t.interrupt()
从而通知 t
线程中断,而此时 t
线程正位于 hello.join()
的等待中,此方法会立刻结束等待并抛出 InterruptedException
。由于我们在 t
线程中捕获了 InterruptedException
,因此,就可以准备结束该线程。在 t
线程结束前,对 hello
线程也进行了 interrupt()
调用通知其中断。如果去掉这一行代码,可以发现 hello
线程仍然会继续运行,且 JVM
不会退出
设置标志位
一个常用的中断线程的方法是设置标志位。我们通常会用一个 running
标志位来标识线程是否应该继续运行,在外部线程中,通过把 HelloThread.running
置为 false
,就可以让线程结束
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
HelloThread t = new HelloThread();
t.start();
Thread.sleep(2);
// 标志位设置为 false
t.running = Boolean.FALSE;
}
class HelloThread extends Thread {
public volatile boolean running = Boolean.TRUE;
@Override
public void run() {
int n = 1;
while (running) {
System.out.println("Hello " + n);
n++;
}
System.out.println("Hello End");
}
}
注意到 HelloThread
的标志位 boolean running
是一个线程间共享的变量。线程间共享变量需要使用 volatile
关 键字标记,确保每个线程都能读取到更新后的变量值
volatile
为什么要对线程间共享的变量用关键字 volatile
声明?
这涉及到 Java
的内存模型。在 Java
虚拟机中,变量的值保存在主内存中,但是,当线程访问变量时,它会先获取一个副本,并保存在自己的工作内存中。如果线程修改了变量的值,虚拟机会在某个时刻把修改后的值回写到主内存,但是,这个时间是不确定的
这会导致如果一个线程更新了某个变量,另一个线程读取的值可能还是更新前的。例如,主内存的变量 a = true
,线程 1
执行 a = false
时,它在此刻仅仅是把变量 a
的副本变成了 false
,主内存的变量 a
还是 true
,在 JVM
把修改后的a
回写到主内存之前,其他线程读取到的 a
的值仍然是 true
,这就造成了多线程之间共享的变量不一致
volatile
关键字的目的是告诉虚拟机
每次访问变量时,总是获取主内存的最新值
每次修改变量后,立刻回写到主内存
volatile
关键字解决的是可见性问题:当一个线程修改了某个共享变量的值,其他线程能够立刻看到修改后的值
如果我们去掉 volatile
关键字,运行上述程序,发现效果和带 volatile
差不多,这是因为在 x86
的架构下,JVM
回写主内存的速度非常快,但是,换成 ARM
的架构,就会有显著的延迟