《Java多线程编程核心技术》——1.7节停止线程

简介:

本节书摘来自华章社区《Java多线程编程核心技术》一书中的第1章,第1.7节停止线程,作者高洪岩,更多章节内容可以访问云栖社区“华章社区”公众号查看

1.7 停止线程
停止线程是在多线程开发时很重要的技术点,掌握此技术可以对线程的停止进行有效的处理。停止线程在Java语言中并不像break语句那样干脆,需要一些技巧性的处理。
使用Java内置支持多线程的类设计多线程应用是很常见的事情,然而,多线程给开发人员带来了一些新的挑战,如果处理不好就会导致超出预期的行为并且难以定位错误。
本节将讨论如何更好地停止一个线程。停止一个线程意味着在线程处理完任务之前停掉正在做的操作,也就是放弃当前的操作。虽然这看起来非常简单,但是必须做好防范措施,以便达到预期的效果。停止一个线程可以使用Thread.stop()方法,但最好不用它。虽然它确实可以停止一个正在运行的线程,但是这个方法是不安全的(unsafe),而且是已被弃用作废的(deprecated),在将来的Java版本中,这个方法将不可用或不被支持。
大多数停止一个线程的操作使用Thread.interrupt()方法,尽管方法的名称是“停止,中止”的意思,但这个方法不会终止一个正在运行的线程,还需要加入一个判断才可以完成线程的停止。关于此知识点在后面有专门的章节进行介绍。
在Java中有以下3种方法可以终止正在运行的线程:
1)使用退出标志,使线程正常退出,也就是当run方法完成后线程终止。
2)使用stop方法强行终止线程,但是不推荐使用这个方法,因为stop和suspend及resume一样,都是作废过期的方法,使用它们可能产生不可预料的结果。
3)使用interrupt方法中断线程。
这3种方法都会在后面的章节进行介绍。

1.7.1 停止不了的线程
本示例将调用interrupt()方法来停止线程,但interrupt()方法的使用效果并不像for+break语句那样,马上就停止循环。调用interrupt()方法仅仅是在当前线程中打了一个停止的标记,并不是真的停止线程。
创建名称为t11的项目,文件MyThread.java代码如下:

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 0; i < 500000; i++) {
            System.out.println("i=" + (i + 1));
        }
    }
}
运行类Run.java代码如下:
public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            MyThread thread = new MyThread();
            thread.start();
            Thread.sleep(2000);
            thread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("main catch");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

程序运行结果如图1-28所示。
把Eclipse软件中的控制台的日志复制到EditPlus软件中,确认一下日志是否是50万行,效果如图1-29所示。


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从运行的结果来看,调用interrupt方法并没有停止线程。如何停止线程呢?

1.7.2 判断线程是否是停止状态
在介绍如何停止线程的知识点前,先来看一下如何判断线程的状态是不是停止的。在Java的SDK中,Thread.java类里提供了两种方法。
1)this.interrupted():测试当前线程是否已经中断。
2)this.isInterrupted():测试线程是否已经中断。
interrupted()方法的声明如图1-30所示。
isInterrupted ()方法的声明如图1-31所示。


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那么这两个方法有什么区别呢?先来看看this.interrupted()方法的解释:测试当前线程是否已经中断,当前线程是指运行this.interrupted()方法的线程。为了对此方法有更深入的了解,创建项目,名称为t12,类MyThread.java代码如下:

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 0; i < 500000; i++) {
            System.out.println("i=" + (i + 1));
        }
    }
}
类Run.java代码如下:
public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            MyThread thread = new MyThread();
            thread.start();
            Thread.sleep(1000);
            thread.interrupt();
            //Thread.currentThread().interrupt();
            System.out.println("是否停止1?="+thread.interrupted());
            System.out.println("是否停止2?="+thread.interrupted());
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("main catch");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("end!");
    }
}

程序运行后的结果如图1-32所示。
类Run.java中虽然是在thread对象上调用以下代码:
thread.interrupt();
来停止thread对象所代表的线程,在后面又使用以下代码:
System.out.println("是否停止1?="+thread.interrupted());
System.out.println("是否停止2?="+thread.interrupted());
来判断thread对象所代表的线程是否停止,但从控制台打印的结果来看,线程并未停止,这也就证明了interrupted()方法的解释:测试当前线程是否已经中断。这个“当前线程”是main,它从未中断过,所以打印的结果是两个false。
如何使main线程产生中断效果呢?创建Run2.java代码如下:

public class Run2 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        System.out.println("是否停止1?=" + Thread.interrupted());
        System.out.println("是否停止2?=" + Thread.interrupted());
        System.out.println("end!");
    }
}

程序运行后的效果如图1-33所示。


b982bc6dd4d9324b97a2536c631d733326cd83d5

从上述的结果来看,方法interrupted()的确判断出当前线程是否是停止状态。但为什么第2个布尔值是false呢?查看一下官方帮助文档中对interrupted方法的解释:
测试当前线程是否已经中断。线程的中断状态由该方法清除。换句话说,如果连续两次调用该方法,则第二次调用将返回false(在第一次调用已清除了其中断状态之后,且第二次调用检验完中断状态前,当前线程再次中断的情况除外)。
文档已经解释得很详细,interrupted()方法具有清除状态的功能,所以第2次调用interrupted()方法返回的值是false。
介绍完interrupted()方法后再来看一下isInterrupted()方法,声明如下:
public boolean isInterrupted()
从声明中可以看出isInterrupted()方法不是static的。
继续创建Run3.java类,代码如下:

public class Run3 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            MyThread thread = new MyThread();
            thread.start();
            Thread.sleep(1000);
            thread.interrupt();
            System.out.println("是否停止1?="+thread.isInterrupted());
            System.out.println("是否停止2?="+thread.isInterrupted());
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("main catch");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("end!");
    }
}
``
程序运行结果如图1-34所示。

<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/ebf1a4e4898c3cfd4d03400da9417e50765b7225.png" >
</div>
从结果中可以看到,方法isInterrupted()并未清除状态标志,所以打印了两个true。
最后,再来看一下这两个方法的解释。
1)this.interrupted():测试当前线程是否已经是中断状态,执行后具有将状态标志置清除为false的功能。
2)this.isInterrupted():测试线程Thread对象是否已经是中断状态,但不清除状态标志。

**1.7.3 能停止的线程——异常法**
有了前面学习过的知识点,就可在线程中用for语句来判断一下线程是否是停止状态,如果是停止状态,则后面的代码不再运行即可。
创建实验用的项目t13,类MyThread.java代码如下:
``
public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 0; i < 500000; i++) {
            if (this.interrupted()) {
                System.out.println("已经是停止状态了!我要退出了!");
                break;
            }
            System.out.println("i=" + (i + 1));
        }
    }
}
类Run.java代码如下:
public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            MyThread thread = new MyThread();
            thread.start();
            Thread.sleep(2000);
            thread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("main catch");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("end!");
    }
}

程序运行结果如图1-35所示。


ac04fde1c44fdc57ef0d1771e194563613106617

上面的示例虽然停止了线程,但如果for语句下面还有语句,还是会继续运行的。创建测试项目t13forprint,类MyThread.java代码如下:

package exthread;
public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 0; i < 500000; i++) {
            if (this.interrupted()) {
                System.out.println("已经是停止状态了!我要退出了!");
                break;
            }
            System.out.println("i=" + (i + 1));
        }
        System.out.println("我被输出,如果此代码是for又继续运行,线程并未停止!");
    }
}
文件Run.java代码如下:
package test;
import exthread.MyThread;
import exthread.MyThread;
public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            MyThread thread = new MyThread();
            thread.start();
            Thread.sleep(2000);
            thread.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("main catch");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("end!");
    }
}
``
<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/04c922d80a94d08a5c856f54fd60b96b0245556c.png" >
</div>

该如何解决语句继续运行的问题呢?看一下更新后的代码。
创建t13_1项目,类MyThread.java代码如下:

package exthread;
public class MyThread extends Thread {

@Override
public void run() {
    super.run();
    try {
        for (int i = 0; i < 500000; i++) {
            if (this.interrupted()) {
                System.out.println("已经是停止状态了!我要退出了!");
                throw new InterruptedException();
            }
            System.out.println("i=" + (i + 1));
        }
        System.out.println("我在for下面");
    } catch (InterruptedException e) {
        System.out.println("进MyThread.java类run方法中的catch了!");
        e.printStackTrace();
    }
}

}
类Run.java代码如下:
package test;
import exthread.MyThread;
public class Run {

public static void main(String[] args) {
    try {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start();
        Thread.sleep(2000);
        thread.interrupt();
    } catch (InterruptedException e) {
        System.out.println("main catch");
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("end!");
}

}

运行结果如图1-37所示。

<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/5e72d27fc7058f80deaddc8dea3f435b51fe0080.png" >
</div>

**1.7.4 在沉睡中停止**
如果线程在sleep()状态下停止线程,会是什么效果呢?
新建项目t14,类MyThread.java代码如下:

public class MyThread extends Thread {

@Override
public void run() {
    super.run();
    try {
        System.out.println("run begin");
        Thread.sleep(200000);
        System.out.println("run end");
    } catch (InterruptedException e) {
        System.out.println("在沉睡中被停止!进入catch!"+this.isInterrupted());
<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/7f2e4460dd5dacd2fcdd129e0ef9de9ef0754290.png" >
</div>

从打印的结果来看,如果在sleep状态下停止某一线程,会进入catch语句,并且清除停止状态值,使之变成false。
前一个实验是先sleep然后再用interrupt()停止,与之相反的操作在学习线程时也要注意。
新建项目t15,类MyThread.java代码如下:

public class MyThread extends Thread {

@Override
public void run() {
    super.run();
    try {
        for(int i=0;i<100000;i++){
            System.out.println("i="+(i+1));
        }
        System.out.println("run begin");
        Thread.sleep(200000);
        System.out.println("run end");
    } catch (InterruptedException e) {
        System.out.println("先停止,再遇到了sleep!进入catch!");
        e.printStackTrace();
    }
}

}
类Run.java代码如下:
public class Run {

public static void main(String[] args) {
    MyThread thread = new MyThread();
    thread.start();
    thread.interrupt();
    System.out.println("end!");
}

}

运行结果如图1-39所示。
控制台最下面的输出如图1-40所示。
<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/7a5996fb59f6d60b833bbd198dbdb5c765a943cb.png" >
</div>

**1.7.5 能停止的线程——暴力停止**
使用stop()方法停止线程则是非常暴力的。
示例项目名称useStopMethodThreadTest,文件MyThread.java代码如下:

package testpackage;
public class MyThread extends Thread {

private int i = 0;
@Override
public void run() {
    try {
        while (true) {
            i++;
            System.out.println("i=" + i);
            Thread.sleep(1000);
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}

}
文件Run.java代码如下:
package test.run;
import testpackage.MyThread;
public class Run {

public static void main(String[] args) {
    try {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start();
        Thread.sleep(8000);
        thread.stop();
    } catch (InterruptedException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}

}

程序运行后的效果如图1-41所示。

<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/26ed8da5ac41d284c5395b99d827869606d63b0b.png" >
</div>

**1.7.6 方法stop()与java.lang.ThreadDeath异常**
调用stop()方法时会抛出java.lang.ThreadDeath异常,但在通常的情况下,此异常不需要显式地捕捉。
创建测试用的项目runMethodUseStopMethod,文件MyThread.java代码如下:

package testpackage;
public class MyThread extends Thread {

@Override
public void run() {
    try {
        this.stop();
    } catch (ThreadDeath e) {
        System.out.println("进入了catch()方法!");
        e.printStackTrace();
    }
}

}
文件Run.java代码如下:
package test.run;
import testpackage.MyThread;
public class Run {

public static void main(String[] args) {
    MyThread thread = new MyThread();
    thread.start();
}

}

程序运行后的效果如图1-42所示。
<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/1972a2eedbf7c555ac2b0b33a58b1303f0c13f1e.png" >
</div>

方法stop()已经被作废,因为如果强制让线程停止则有可能使一些清理性的工作得不到完成。另外一个情况就是对锁定的对象进行了“解锁”,导致数据得不到同步的处理,出现数据不一致的问题。

**1.7.7 释放锁的不良后果**
使用stop()释放锁将会给数据造成不一致性的结果。如果出现这样的情况,程序处理的数据就有可能遭到破坏,最终导致程序执行的流程错误,一定要特别注意。
来看一个示例。
创建项目stopThrowLock,文件SynchronizedObject.java代码如下:

package testpackage;
public class SynchronizedObject {

private String username = "a";
private String password = "aa";
public String getUsername() {
    return username;
}
public void setUsername(String username) {
    this.username = username;
}
public String getPassword() {
    return password;
}
public void setPassword(String password) {
    this.password = password;
}
synchronized public void printString(String username, String password) {
    try {
        this.username = username;
        Thread.sleep(100000);
        this.password = password;
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}
文件MyThread.java代码如下:
package testpackage;
public class MyThread extends Thread {

private SynchronizedObject object;
public MyThread(SynchronizedObject object) {
    super();
    this.object = object;
}
@Override
public void run() {
    object.printString("b", "bb");
}

}
文件Run.java代码如下:
package test.run;
import testpackage.MyThread;
import testpackage.SynchronizedObject;
public class Run {

public static void main(String[] args) {
    try {
        SynchronizedObject object = new SynchronizedObject();
        MyThread thread = new MyThread(object);
        thread.start();
        Thread.sleep(500);
        thread.stop();
        System.out.println(object.getUsername() + " "
                + object.getPassword());
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

程序运行结果如图1-43所示。

<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/6af0d567e2e1ffa73390e00ebc2d6ce10159e3b6.png" >
</div>

由于stop()方法已经在JDK中被标明是“作废/过期”的方法,显然它在功能上具有缺陷,所以不建议在程序中使用stop()方法。

**1.7.8 使用return停止线程**
将方法interrupt()与return结合使用也能实现停止线程的效果。
创建测试用的项目useReturnInterrupt,线程类MyThread.java代码如下:

package extthread;
public class MyThread extends Thread {

@Override
public void run() {
        while (true) {
            if (this.isInterrupted()) {
                System.out.println("停止了!");
                return;
            }
            System.out.println("timer=" + System.currentTimeMillis());
        }
}

}
运行类Run.java代码如下:
package test.run;
import extthread.MyThread;
public class Run {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    MyThread t=new MyThread();
    t.start();
    Thread.sleep(2000);
    t.interrupt();
}

}

程序运行结果如图1-44所示。

<div style="text-align: center">
 <img src="https://yqfile.alicdn.com/4412766ca0ea0740573cfe1319eae742b4c56661.png" >
</div>
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