线程暂停和恢复(java线程暂停和恢复)
本节讲解的内容是线程的初始化、线程启动、线程中断、suspend()、resume()、stop()和优雅的关闭线程。
1.线程初始化和线程的启动
首先看下thread的构造方法:
public thread(runnable target, string name) {
init(null, target, name, 0);
}
当然thread有多个构造方法,都是调用init方法初始化一个线程。看下init的定义:
private void init(threadgroup g, runnable target, string name,
long stacksize, accesscontrolcontext acc,
boolean inheritthreadlocals) {
...
}
包含了所属线程组、runable对象、线程名称、线程的栈大小、访问控制权和inheritthreadlocals。当我们通过new关键字创建线程的时候,默认由当前线程来进行空间分配的,而创建出来的线程继承了当前线程的是否为守护线程、线程优先级、contextclassloader以及threadlocal。创建好的线程对象初始化完成后,在堆内存中等待执行。
注意,创建线程时最好执行线程的名字,方便通过命令jstack分析堆栈信息和问题排查。如果不手动指定线程名称,默认是thread-” + nextthreadnum()。
线程启动是调用start()方法,当前线程同步告诉java虚拟机,如果线程规划器空闲,应该立即启动线程。start方法不可以重复调用。
面试中经常会问到直接运行run()方法会怎么?
首先run方法只是个普通方法,直接运行不会启动一个线程,且当前只有一个主线程(当前线程),程序顺序执行,达不到多线程的目的。且run方法可以重复执行。
2.线程的中断
当我们执行一个阻塞io或者长时间没有响应的任务时,我们需要结束线程以避免长时间等待。thread.interrupt(),不是立马中断线程,而是设置一个中断标识位。java中的阻塞函数比如thread.sleep,object.wait,thread.join等,会不断地轮训检测线程中断标识位是否为true,如果为true,会立马抛出interruptedexception,同时把标识位设置为false。在下面的程序中,有两个线程,worker和sleeper,线程中断后,观察下输出的标识位:
public class testinterrupt {
public static void main(string[] args) {
thread worker = new thread(()->{
while (true){}
}, "work-thread");
thread sleeper = new thread(()->{
while (true){
try {
thread.sleep(100);
} catch (interruptedexception e) {
e.printstacktrace();
}
}
}, "sleeper-thread");
worker.start();
sleeper.start();
worker.interrupt();
sleeper.interrupt();
system.out.println("work-thread interrupt is " + worker.isinterrupted());
system.out.println("sleeper-thread interrupt is " + sleeper.isinterrupted());
}
}
java.lang.interruptedexception: sleep interrupted
at java.lang.thread.sleep(native method)
at net.zhifou.concurrent.base.testinterrupt.lambda$main$1(testinterrupt.java:16)
at java.lang.thread.run(thread.java:748)
work-thread interrupt is true
sleeper-thread interrupt is false
当中断阻塞状态的sleeper线程,立马抛出了interruptedexception异常,重置中断标识位后输出中断标识位为false,worker线程中断标识位仍为true。
thread的两个方法,interrupted和isinterrupted,都是返回中断标识位。我们先看下方法定义:
public static boolean interrupted() {
return currentthread().isinterrupted(true);
}
public boolean isinterrupted() {
return isinterrupted(false);
}
然后再看下isinterrupted方法的实现:
/**
* tests if some thread has been interrupted. the interrupted state
* is reset or not based on the value of clearinterrupted that is
* passed.
*/
private native boolean isinterrupted(boolean clearinterrupted);
这个是native方法,看不到实现没关系,看下注释,根据clearinterrupted的值重置或不重置。isinterrupted传入的是false,不清除中断的标识位。而interrupted,传入的是ture,则返回中断标识位后,然后清除中断标识位。
3. suspend()、resume()、stop()
suspend()、resume()、stop()这三个方法,分别对应着,线程暂停、线程恢复、线程停止。观察java源码,都被标识为@deprecated,不建议使用了。
首先我们看suspend()、resume(),它们必须成对出现,且有先后顺序。那么为什么会被废弃呢?
因为线程调用suspend程序暂停后,不会释放任何资源,包括锁,且一直处于睡眠状态,容易引发死锁。而resume因为要和suspend成对出现,所以也没有存在的必要。
那么stop方法为什么不建议使用呢?我们先看源码:
@deprecated
public final void stop() {
securitymanager security = system.getsecuritymanager();
if (security != null) {
checkaccess();
if (this != thread.currentthread()) {
security.checkpermission(securityconstants.stop_thread_permission);
}
}
// a zero status value corresponds to "new", it can't change to
// not-new because we hold the lock.
if (threadstatus != 0) {
resume(); // wake up thread if it was suspended; no-op otherwise
}
// the vm can handle all thread states
stop0(new threaddeath());
}
最终通过调用stop0(new threaddeath())函数,stop0是native函数,参数是threaddeath,threaddeath是一个异常对象,该对象从native层抛到了java层。线程运行中遇到异常,会导致线程停止,不过不会引起程序退出。
线程是因为异常而停止的,锁会释放,但是不会释放其他的资源,比如打开的socket连接或者io,多不会关闭,引发内存泄漏。
很多时候为了保证数据安全,线程中会编写同步代码,如果当线程正在执行同步代码时,此时调用stop,引起抛出异常,导致线程持有的锁会全部释放,此时就不能确保数据的安全性,出现无法预期的错乱数据,还有可能导致存在需要被释放的资源得不到释放,引发内存泄露。所以用stop停止线程是不推荐的。
4.优雅的终止线程
关闭线程,肯定等到线程释放掉资源,以免造成内存泄漏,所以不建议使用stop方法。那么应该怎么关闭线程呢?答案是两阶段终止模式。
两阶段终止模式,顾名思义,分两个阶段。第一个阶段,向线程发送终止指令,记住这里只是设置一个终止标识位。第二阶段,线程响应指令,然后终止。这里就用到了,thread.interrupt()方法来设置终止标识位。我们先看一张图如下:
想终止线程,也就是线程是终止状态,如上图所示,线程只能是runnable状态才可以到终止状态。所以线程目前状态可以能是runnable状态,或者是休眠状态。当线程是休眠状态,当我们设置中断标识位时,线程立马会抛出interruptedexception,并且jvm会清除中断标识位,所以在捕获interruptedexception异常后,需要重新设置中断标识位。如下代码:
public class stopthread {
public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
thread t = new thread(() -> {
system.out.println("worker-thread start ...");
while(!thread.currentthread().isinterrupted()) {
system.out.println("worker-thread working ...");
try {
thread.sleep(1000);
} catch (interruptedexception e) {
e.printstacktrace();
thread.currentthread().interrupt();
}
}
system.out.println("worker-thread done ...");
}, "worker-thread");
t.start();
thread.sleep(10000);
t.interrupt();
}
}
线程t每次执行while内代码,休眠1000ms,然后继续执行,主线程在休眠10000ms后,线程t设置中断标识位,此时,如果线程t还在sleep中,则抛出interruptedexception异常,jvm清除中断标识位,重新设置中断标识位后,下次执行while代码,条件不符合,线程执行完毕。这样,就完成了两阶段模式。
总结:
- 线程启动使用start方法,而线程run方法,不会启动一个线程。
- thread.interrupt(),设置中断标识位,具体是否结束线程,线程自己控制。
- suspend()、resume()、stop(),这三个方法已经不建议使用,有可能造成死锁和内存泄漏。
- 通过两阶段提交模式,来优雅的终止线程。