Java并發程式設計的藝術(五)——中斷

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什麼是中斷？

在Java中沒有辦法立即停止一條線程，然而停止線程卻顯得尤為重要，如取消一個耗時操作。是以，Java提供了一種用于停止線程的機制——中斷。

• 中斷隻是一種協作機制，Java沒有給中斷增加任何文法，中斷的過程完全需要程式員自己實作。若要中斷一個線程，你需要手動調用該線程的interrupted方法，該方法也僅僅是将線程對象的中斷辨別設成true；接着你需要自己寫代碼不斷地檢測目前線程的辨別位；如果為true，表示别的線程要求這條線程中斷，此時究竟該做什麼需要你自己寫代碼實作。
• 每個線程對象中都有一個辨別，用于表示線程是否被中斷；該辨別位為true表示中斷，為false表示未中斷；
• 通過調用線程對象的interrupt方法将該線程的辨別位設為true；可以在别的線程中調用，也可以在自己的線程中調用。

中斷的相關方法

• public void interrupt() 

  将調用者線程的中斷狀态設為true。

• public boolean isInterrupted() 

  判斷調用者線程的中斷狀态。

• public static boolean interrupted 

  隻能通過Thread.interrupted()調用。 

  它會做兩步操作：

  1. 傳回目前線程的中斷狀态；
  2. 将目前線程的中斷狀态設為false；

暫停、繼續、停止線程（已過時）

以下三個方法都是通過線程對象去調用。

• suspend() 

  暫停調用者線程，隻釋放CPU執行權，不釋放鎖。 

  由于在不釋放資源的情況下進入睡眠狀态，容易産生死鎖。是以已過時！

• resume() 

  恢複調用者線程，讓他處于就緒狀态。

• stop() 

  調用stop後，并不會保證資源被正确地釋放，它會使程式處于不正确的狀态下。

PS：stop和interrupt的差別？

中斷的使用

要使用中斷，首先需要在可能會發生中斷的線程中不斷監聽中斷狀态，一旦發生中斷，就執行相應的中斷處理代碼。 

當需要中斷線程時，調用該線程對象的interrupt函數即可。

設定中斷監聽

Thread t1 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        // 若未發生中斷，就正常執行任務
        while(!Thread.currentThread.isInterrupted()){
            // 正常任務代碼……
        }

        // 中斷的處理代碼……
        doSomething();
    }
} ).start();           

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正常的任務代碼被封裝在while循環中，每次執行完一遍任務代碼就檢查一下中斷狀态；一旦發生中斷，則跳過while循環，直接執行後面的中斷處理代碼。

觸發中斷

t1.interrupt();           

上述代碼執行後會将t1對象的中斷狀态設為true，此時t1線程的正常任務代碼執行完成後，進入下一次while循環前Thread.currentThread.isInterrupted()的結果為true，此時退出循環，執行循環後面的中斷處理代碼。

安全地停止線程

stop函數停止線程過于暴力，它會立即停止線程，不給任何資源釋放的餘地，下面介紹兩種安全停止線程的方法。

循環标記變量

自定義一個共享的boolean類型變量，表示目前線程是否需要中斷。

• 中斷辨別

volatile boolean interrupted = false;           

• 任務執行函數

Thread t1 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        while(!interrupted){
            // 正常任務代碼……
        }
        // 中斷處理代碼……
        // 可以在這裡進行資源的釋放等操作……
    }
} );           

• 中斷函數

Thread t2 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        interrupted = true;
    }
} );           

循環中斷狀态

• 中斷辨別 

  由線程對象提供，無需自己定義。

Thread t1 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        while(!Thread.currentThread.isInterrupted()){
            // 正常任務代碼……
        }
        // 中斷處理代碼……
        // 可以在這裡進行資源的釋放等操作……
    }
} );           

t1.interrupt();           

總結

上述兩種方法本質一樣，都是通過循環檢視一個共享标記為來判斷線程是否需要中斷，他們的差別在于：第一種方法的辨別位是我們自己設定的，而第二種方法的辨別位是Java提供的。除此之外，他們的實作方法是一樣的。

上述兩種方法之是以較為安全，是因為一條線程發出終止信号後，接收線程并不會立即停止，而是将本次循環的任務執行完，再跳出循環停止線程。此外，程式員又可以在跳出循環後添加額外的代碼進行收尾工作。

進行中斷

上文都在介紹如何擷取中斷狀态，那麼當我們捕獲到中斷狀态後，究竟如何處理呢？

• Java類庫中提供的一些可能會發生阻塞的方法都會抛InterruptedException異常，如：BlockingQueue#put、BlockingQueue#take、Object#wait、Thread#sleep。
• 當你在某一條線程中調用這些方法時，這個方法可能會被阻塞很長時間，你可以在别的線程中調用目前線程對象的interrupt方法觸發這些函數抛出InterruptedException異常。
• 當一個函數抛出InterruptedException異常時，表示這個方法阻塞的時間太久了，别人不想等它執行結束了。
• 當你的捕獲到一個InterruptedException異常後，亦可以處理它，或者向上抛出。
• 抛出時要注意？？？：當你捕獲到InterruptedException異常後，目前線程的中斷狀态已經被修改為false(表示線程未被中斷)；此時你若能夠進行中斷，則不用理會該值；但如果你繼續向上抛InterruptedException異常，你需要再次調用interrupt方法，将目前線程的中斷狀态設為true。
• 注意：絕對不能“吞掉中斷”！即捕獲了InterruptedException而不作任何處理。這樣違背了中斷機制的規則，别人想讓你線程中斷，然而你自己不處理，也不将中斷請求告訴調用者，調用者一直以為沒有中斷請求。

QA

1. 為什麼catch InterruptedException後會自動清除中斷狀态？