5-线程的中断

线程的中断

使用interrupt()中断线程

当一个线程运行时，另一个线程可以调用对应的Thread对象的interrupt()方法来中断它，该方法只是在目标线程中设置一个标志，表示它已经被中断，并立即返回。这里需要注意的是，如果只是单纯的调用interrupt()方法，线程并没有实际被中断，会继续往下执行。

下面一段代码演示了休眠线程的中断:

public class SleepInterrupt implements Runnable {
    public void run() {
        try {
            System.out.println("in run() - about to sleep for 20 seconds");
            Thread.sleep(20000);
            System.out.println("in run() - woke up");
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("in run() - interrupted while sleeping");
            // 处理完中断异常后，返回到run（）方法人口，
            // 如果没有return，线程不会实际被中断，它会继续打印下面的信息
            return;
        }
        System.out.println("in run() - leaving normally");
    }

    public static void main(String[] args) {
        SleepInterrupt si = new SleepInterrupt();
        Thread t = new Thread(si);
        t.start();
        // 主线程休眠2秒，从而确保刚才启动的线程有机会执行一段时间
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("in main() - interrupting other thread");
        // 中断线程t
        t.interrupt();
        System.out.println("in main() - leaving");
    }
}

运行结果如下：

主线程启动新线程后，自身休眠2秒钟，允许新线程获得运行时间。新线程打印信息“about to sleep for 20 seconds”后，继而休眠20秒钟，大约2秒钟后，main线程通知新线程中断，那么新线程的20秒的休眠将被打断，从而抛出InterruptedException异常，执行跳转到catch块，打印出“interrupted while sleeping”信息，并立即从run()方法返回，然后消亡，而不会打印出catch块后面的“leaving normally”信息。

请注意：由于不确定的线程规划，上图运行结果的后两行可能顺序相反，这取决于主线程和新线程哪个先消亡。但前两行信息的顺序必定如上图所示。

另外，如果将catch块中的return语句注释掉，则线程在抛出异常后，会继续往下执行，而不会被中断，从而会打印出”leaving normally“信息。

待决中断

在上面的例子中，sleep()方法的实现检查到休眠线程被中断，它会相当友好地终止线程，并抛出InterruptedException异常。另外一种情况，如果线程在调用sleep()方法前被中断，那么该中断称为待决中断，它会在刚调用sleep()方法时，立即抛出InterruptedException异常。

下面的代码演示了待决中断：

public class PendingInterrupt {
    public static void main(String[] args) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("was NOT interrupted");
        } catch (InterruptedException x) {
            System.out.println("was interrupted");
        }
    }
}

这种模式下，main线程中断它自身。除了将中断标志（它是Thread的内部标志）设置为true外，没有其他任何影响。线程被中断了，但main线程仍然运行，main线程进入try块，一旦调用sleep()方法，它就会注意到待决中断的存在，并抛出InterruptedException。于是执行跳转到catch块，并打印出线程被中断的信息。

使用isInterrupted()方法判断中断状态

可以在Thread对象上调用isInterrupted()方法来检查任何线程的中断状态。这里需要注意：线程一旦被中断，isInterrupted()方法便会返回true，而一旦sleep()方法抛出异常，它将清空中断标志，此时isInterrupted()方法将返回false。

下面的代码演示了isInterrupted()方法的使用：

public class InterruptCheck {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        System.out.println("Point A: t.isInterrupted()=" + t.isInterrupted());
        // 待决中断，中断自身  
        t.interrupt();
        System.out.println("Point B: t.isInterrupted()=" + t.isInterrupted());
        System.out.println("Point C: t.isInterrupted()=" + t.isInterrupted());

        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("was NOT interrupted");
        } catch (InterruptedException x) {
            System.out.println("was interrupted");
        }
        // 抛出异常后，会清除中断标志，这里会返回false  
        System.out.println("Point D: t.isInterrupted()=" + t.isInterrupted());
    }
}

执行结果如下：

使用Thread.interrupted()方法判断中断状态

可以使用静态的Thread.interrupted()方法来检查当前线程的中断状态（并隐式重置为false）。又由于它是静态方法，因此不能在特定的线程上使用，而只能报告调用它的线程的中断状态，如果线程被中断，而且中断状态尚不清楚，那么，这个方法返回true。与isInterrupted()不同，它将自动重置中断状态为false，第二次调用Thread.interrupted()方法，总是返回false，除非中断了线程。

如下代码演示了Thread.interrupted()方法的使用：

public class InterruptReset {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Point X: Thread.interrupted()="
                + Thread.interrupted());
        Thread.currentThread().interrupt();
        System.out.println("Point Y: Thread.interrupted()="
                + Thread.interrupted());
        System.out.println("Point Z: Thread.interrupted()="
                + Thread.interrupted());
    }
}

运行结果如下：

从结果中可以看出，当前线程中断自身后，在Y点，中断状态为true，并由Thread.interrupted()自动重置为false，那么下次调用该方法得到的结果便是false。

线程中断（摘自 Java并发编程实战 ）

线程中断是一种协作机制，线程可以通过这种机制来通知另一个线程，告诉它在合适的或者可能的情况下停止当前工作，并转而执行其他的工作。

每个线程都有一个boolean类型的中断状态。当中断线程时，这个线程的中断状态将被设置为true。在Thread中包含了中断线程以及查询线程中断状态的方法，如以下代码所示。interrupt方法能中断目标线程，而isInterrupted方法能返回目标线程的中断状态。静态的interrupted方法将清除当前线程的中断状态，并返回它之前的值，这也是清除中断状态的唯一方法。

public class Thread {
    public void interrupt() {...}
    public boolean isInterrupted() {...}
    public static boolean interrupted() {...}
    ...
}

阻塞库方法，例如Thread.sleep、BlockingQueue.put和Object.wait等，都会检查线程何时中断，并且在发现中断时提前返回。它们在响应中断时执行的操作包括：清除中断状态，抛出InterruptedException，表示阻塞操作由于中断而提前结束。JVM并不能保证阻塞方法检测到中断的速度，但在实际情况中响应速度还是非常快的。

当线程在非阻塞状态下中断时，它的中断状态将被设置，然后根据将被取消的操作来检查中断状态以判断发生了中断。通过这样的方法，中断操作将变得“有黏性”——如果不触发InterruptedException，那么中断状态将一直保持，直到明确地清除中断状态。

调用interrupt 并不意味着立即停止目标线程正在进行的工作，而只是传递了请求中断的消息。

对中断操作的正确理解是：它并不会真正地中断一个正在运行的线程，而只是发出中断请求，然后由线程在下一个合适的时刻中断自己。（这些时刻也被称为取消点）。有些方法，例如wai、sleep和join等，将严格地处理这种请求，当它们收到中断请求或者在开始执行时发现某个已被设置好的中断状态时，将抛出一个异常。设计良好的方法可以完全忽略这种请求，只要它们能使调用代码对中断请求进行某种处理。设计糟糕的方法可能会屏蔽中断请求，从而导致调用栈中的其它代码无法对中断请求作出响应。

在使用静态的interrupted时应该小心，因为它会清除当前线程的中断状态。如果在调用interrupted时返回了true，那么除非你想屏蔽这个中断，否则必须对它进行处理——可以抛出InterruptedException，或者通过再次调用interrupt来恢复中断状态。

如何处理中断异常（InterruptedException）

中断是一种协作机制。一个线程不能强制其它线程停止正在执行的操作而去执行其它的操作。当线程A中断B时，A仅仅是要求B在执行到某个可以暂停的地方停止正在执行的操作——前提是如果线程B愿意停止下来。虽然在API或者语言规范中并没有为中断定义任何特定应用级别的语义，但最常使用的中断的情况就是取消某个操作。方法对中断请求的响应度越高，就越容易及时取消那些执行时间很长的操作。

当在代码中调用了一个将抛出InterruptedException异常的方法时，你自己的方法也就变成了一个阻塞方法，并且必须要处理对中断的响应。有两种实用策略可用于处理InterruptedException：

• 传递InterruptedException

避开这个异常通常是最明智的策略——只需把InterruptedException传递给方法的调用者。传递InterruptedException的方法包括，根本不捕获该异常，或者捕获该异常，然后在执行某种简单的清理工作后再次抛出这个异常。

// 将InterruptedException传递给调用者
BlockingQueue<Task> queue;
...
public Task getNextTask() throws InterruptedException {
    return queue.take();
}

• 恢复中断

有时候不能抛出InterruptedException，例如当代码是Runnable的一部分时，在这些情况下，必须捕获InterruptedException，并通过调用当前线程上的interrupt方法恢复中断状态，这样在调用栈中更高层的代码将看到引发了一个中断。你不能屏蔽InterruptedException，例如在catch块中捕获到异常却不做任何处理，除非在你的代码中实现了线程的中断策略。

// 恢复中断状态以避免屏蔽中断
public class TaskRunnable implements Runnable {
    BlockingQueue<Task> queue;
    ...
    public void run() {
        try {
            processTask(queue.take());
        } catch(InterruptedException e) {
            // 恢复被中断的状态
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

处理不可中断的阻塞

在Java库中，许多可阻塞的方法都是通过提前返回或者抛出InterruptedException来响应中断请求的，从而使开发人员更容易构建出能响应取消请求的任务。然而，并非所有的可阻塞方法或者阻塞机制都能响应中断；如果一个线程由于执行同步的Socket I/O或者等待获得内置锁而阻塞，那么中断请求只能设置线程的中断状态，除此之外没有其他任何作用。

• Java.io包中的同步Socket I/O

在服务器应用程序中，最常见的阻塞I/O形式就是对套接字进行读取和写入。虽然InputStream和OutputStream中的read和write等方法都不会响应中断，但通过关闭底层的套接字，可以使得由于执行read和write等方法而被阻塞的线程抛出一个SocketException。

• Selector的异步I/O

如果一个线程在调用Selector.select方法（在java.nio.channels中）时阻塞了，那么调用close或wakeup方法会使线程抛出ClosedSelectorException并提前返回。

• 获取某个锁

如果一个线程由于等待某个内置锁而阻塞，那么将无法响应中断，因为线程认为它肯定会获得锁，所以将不会理会中断请求。但是，在Lock类中提供了lockInterruptibly方法，该方法允许在等待一个锁的同时仍能响应中断。

处理不可中断的阻塞可参考以下代码：

// 通过改写interrupt方法将非标准的取消操作封装在Thread中
public class ReaderThread extends Thread {
    private final Socket socket;
    private final InputStream in;

    public ReaderThread(Socket socket) throws IOException {
        this.socket = socket;
        this.in = socket.getInputStream();
    }

    public void interrupt() {
        try {
            socket.close();
        } catch(IOException ignored) {

        } finally {
            super.interrupt();
        }
    }

    public void run() {
        try {
            byte[] buf = new byte[BUFSZ];
            while(true) {
                int count = in.read(buf);
                if (count < 0)
                    break;
                else if (count > 0)
                    processBuffer(buf, count);
            }
        } catch (IOException e) {
            // 允许线程退出
        }
    }
}