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详解Java多线程编程中线程的启动、中断或终止操作

2016-12-20 13:17| 发布者: zhangjf| 查看: 486| 评论: 0

摘要: 线程启动： 1.start() 和 run()的区别说明 start() : 它的作用是启动一个新线程，新线程会执行相应的run()方法。start()不能被重复调用。 run() : run()就和普通的成员方法一样，可以被重复调用。单独调用run()的 ...

线程启动：
1.start() 和 run()的区别说明
start() : 它的作用是启动一个新线程，新线程会执行相应的run()方法。start()不能被重复调用。
run() : run()就和普通的成员方法一样，可以被重复调用。单独调用run()的话，会在当前线程中执行run()，而并不会启动新线程！
下面以代码来进行说明。

  2. class MyThread extends Thread{
  3. public void run(){
  4. ...
  5. }
  6. };
  7. MyThread mythread = new MyThread();
复制代码

mythread.start()会启动一个新线程，并在新线程中运行run()方法。
而mythread.run()则会直接在当前线程中运行run()方法，并不会启动一个新线程来运行run()。

2.start() 和 run()的区别示例
下面，通过一个简单示例演示它们之间的区别。源码如下：

  2. // Demo.java 的源码
  3. class MyThread extends Thread{
  4. public MyThread(String name) {
  5. super(name);
  6. }
  8. public void run(){
  9. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is running");
  10. }
  11. };
  13. public class Demo {
  14. public static void main(String[] args) {
  15. Thread mythread=new MyThread("mythread");
  17. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call mythread.run()");
  18. mythread.run();
  20. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call mythread.start()");
  21. mythread.start();
  22. }
  23. }
复制代码

运行结果：

  2. main call mythread.run()
  3. main is running
  4. main call mythread.start()
  5. mythread is running
复制代码

结果说明：
(1) Thread.currentThread().getName()是用于获取“当前线程”的名字。当前线程是指正在cpu中调度执行的线程。
(2) mythread.run()是在“主线程main”中调用的，该run()方法直接运行在“主线程main”上。
(3) mythread.start()会启动“线程mythread”，“线程mythread”启动之后，会调用run()方法；此时的run()方法是运行在“线程mythread”上。

线程的中断和终止

一、线程中断：interrupt()
interrupt()的作用是中断本线程。
本线程中断自己是被允许的；其它线程调用本线程的interrupt()方法时，会通过checkAccess()检查权限。这有可能抛出SecurityException异常。
如果本线程是处于阻塞状态：调用线程的wait(), wait(long)或wait(long, int)会让它进入等待(阻塞)状态，或者调用线程的join(), join(long), join(long, int), sleep(long), sleep(long, int)也会让它进入阻塞状态。若线程在阻塞状态时，调用了它的interrupt()方法，那么它的“中断状态”会被清除并且会收到一个InterruptedException异常。例如，线程通过wait()进入阻塞状态，此时通过interrupt()中断该线程；调用interrupt()会立即将线程的中断标记设为“true”，但是由于线程处于阻塞状态，所以该“中断标记”会立即被清除为“false”，同时，会产生一个InterruptedException的异常。
如果线程被阻塞在一个Selector选择器中，那么通过interrupt()中断它时；线程的中断标记会被设置为true，并且它会立即从选择操作中返回。
如果不属于前面所说的情况，那么通过interrupt()中断线程时，它的中断标记会被设置为“true”。
中断一个“已终止的线程”不会产生任何操作。

二、线程终止
Thread中的stop()和suspend()方法，由于固有的不安全性，已经建议不再使用！
下面，我先分别讨论线程在“阻塞状态”和“运行状态”的终止方式，然后再总结出一个通用的方式。
1. 终止处于“阻塞状态”的线程
通常，我们通过“中断”方式终止处于“阻塞状态”的线程。
当线程由于被调用了sleep(), wait(), join()等方法而进入阻塞状态；若此时调用线程的interrupt()将线程的中断标记设为true。由于处于阻塞状态，中断标记会被清除，同时产生一个InterruptedException异常。将InterruptedException放在适当的为止就能终止线程，形式如下：

  2. @Override
  3. public void run() {
  4. try {
  5. while (true) {
  6. // 执行任务...
  7. }
  8. } catch (InterruptedException ie) {
  9. // 由于产生InterruptedException异常，退出while(true)循环，线程终止！
  10. }
  11. }
复制代码

说明：在while(true)中不断的执行任务，当线程处于阻塞状态时，调用线程的interrupt()产生InterruptedException中断。中断的捕获在while(true)之外，这样就退出了while(true)循环！
注意：对InterruptedException的捕获务一般放在while(true)循环体的外面，这样，在产生异常时就退出了while(true)循环。否则，InterruptedException在while(true)循环体之内，就需要额外的添加退出处理。形式如下：

  2. @Override
  3. public void run() {
  4. while (true) {
  5. try {
  6. // 执行任务...
  7. } catch (InterruptedException ie) {
  8. // InterruptedException在while(true)循环体内。
  9. // 当线程产生了InterruptedException异常时，while(true)仍能继续运行！需要手动退出
  10. break;
  11. }
  12. }
  13. }
复制代码

说明：上面的InterruptedException异常的捕获在whle(true)之内。当产生InterruptedException异常时，被catch处理之外，仍然在while(true)循环体内；要退出while(true)循环体，需要额外的执行退出while(true)的操作。
2. 终止处于“运行状态”的线程
通常，我们通过“标记”方式终止处于“运行状态”的线程。其中，包括“中断标记”和“额外添加标记”。
(1) 通过“中断标记”终止线程。
形式如下：

  2. @Override
  3. public void run() {
  4. while (!isInterrupted()) {
  5. // 执行任务...
  6. }
  7. }
复制代码

说明：isInterrupted()是判断线程的中断标记是不是为true。当线程处于运行状态，并且我们需要终止它时；可以调用线程的interrupt()方法，使用线程的中断标记为true，即isInterrupted()会返回true。此时，就会退出while循环。
注意：interrupt()并不会终止处于“运行状态”的线程！它会将线程的中断标记设为true。
(2) 通过“额外添加标记”。
形式如下：

  2. private volatile boolean flag= true;
  3. protected void stopTask() {
  4. flag = false;
  5. }
  7. @Override
  8. public void run() {
  9. while (flag) {
  10. // 执行任务...
  11. }
  12. }
复制代码

说明：线程中有一个flag标记，它的默认值是true；并且我们提供stopTask()来设置flag标记。当我们需要终止该线程时，调用该线程的stopTask()方法就可以让线程退出while循环。
注意：将flag定义为volatile类型，是为了保证flag的可见性。即其它线程通过stopTask()修改了flag之后，本线程能看到修改后的flag的值。
综合线程处于“阻塞状态”和“运行状态”的终止方式，比较通用的终止线程的形式如下：

  2. @Override
  3. public void run() {
  4. try {
  5. // 1. isInterrupted()保证，只要中断标记为true就终止线程。
  6. while (!isInterrupted()) {
  7. // 执行任务...
  8. }
  9. } catch (InterruptedException ie) {
  10. // 2. InterruptedException异常保证，当InterruptedException异常产生时，线程被终止。
  11. }
  12. }
复制代码

3. 终止线程的示例
interrupt()常常被用来终止“阻塞状态”线程。参考下面示例：

  2. // Demo1.java的源码
  3. class MyThread extends Thread {
  5. public MyThread(String name) {
  6. super(name);
  7. }
  9. @Override
  10. public void run() {
  11. try {
  12. int i=0;
  13. while (!isInterrupted()) {
  14. Thread.sleep(100); // 休眠100ms
  15. i++;
  16. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
  17. }
  18. } catch (InterruptedException e) {
  19. System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
  20. }
  21. }
  22. }
  24. public class Demo1 {
  26. public static void main(String[] args) {
  27. try {
  28. Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“线程t1”
  29. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
  31. t1.start(); // 启动“线程t1”
  32. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
  34. // 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。
  35. Thread.sleep(300);
  36. t1.interrupt();
  37. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
  39. // 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。
  40. Thread.sleep(300);
  41. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
  42. } catch (InterruptedException e) {
  43. e.printStackTrace();
  44. }
  45. }
  46. }
复制代码

运行结果：

  2. t1 (NEW) is new.
  3. t1 (RUNNABLE) is started.
  4. t1 (RUNNABLE) loop 1
  5. t1 (RUNNABLE) loop 2
  6. t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
  7. t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException.
  8. t1 (TERMINATED) is interrupted now.
复制代码

结果说明：
(1) 主线程main中通过new MyThread("t1")创建线程t1，之后通过t1.start()启动线程t1。
(2) t1启动之后，会不断的检查它的中断标记，如果中断标记为“false”；则休眠100ms。
(3) t1休眠之后，会切换到主线程main；主线程再次运行时，会执行t1.interrupt()中断线程t1。t1收到中断指令之后，会将t1的中断标记设置“false”，而且会抛出InterruptedException异常。在t1的run()方法中，是在循环体while之外捕获的异常；因此循环被终止。
我们对上面的结果进行小小的修改，将run()方法中捕获InterruptedException异常的代码块移到while循环体内。

  2. // Demo2.java的源码
  3. class MyThread extends Thread {
  5. public MyThread(String name) {
  6. super(name);
  7. }
  9. @Override
  10. public void run() {
  11. int i=0;
  12. while (!isInterrupted()) {
  13. try {
  14. Thread.sleep(100); // 休眠100ms
  15. } catch (InterruptedException ie) {
  16. System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
  17. }
  18. i++;
  19. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
  20. }
  21. }
  22. }
  24. public class Demo2 {
  26. public static void main(String[] args) {
  27. try {
  28. Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“线程t1”
  29. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
  31. t1.start(); // 启动“线程t1”
  32. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
  34. // 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。
  35. Thread.sleep(300);
  36. t1.interrupt();
  37. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
  39. // 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。
  40. Thread.sleep(300);
  41. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
  42. } catch (InterruptedException e) {
  43. e.printStackTrace();
  44. }
  45. }
  46. }
复制代码

运行结果：

  2. t1 (NEW) is new.
  3. t1 (RUNNABLE) is started.
  4. t1 (RUNNABLE) loop 1
  5. t1 (RUNNABLE) loop 2
  6. t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
  7. t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException.
  8. t1 (RUNNABLE) loop 3
  9. t1 (RUNNABLE) loop 4
  10. t1 (RUNNABLE) loop 5
  11. t1 (TIMED_WAITING) is interrupted now.
  12. t1 (RUNNABLE) loop 6
  13. t1 (RUNNABLE) loop 7
  14. t1 (RUNNABLE) loop 8
  15. t1 (RUNNABLE) loop 9
  16. ...
复制代码

结果说明：
程序进入了死循环！
为什么会这样呢？这是因为，t1在“等待(阻塞)状态”时，被interrupt()中断；此时，会清除中断标记[即isInterrupted()会返回false]，而且会抛出InterruptedException异常[该异常在while循环体内被捕获]。因此，t1理所当然的会进入死循环了。
解决该问题，需要我们在捕获异常时，额外的进行退出while循环的处理。例如，在MyThread的catch(InterruptedException)中添加break 或 return就能解决该问题。
下面是通过“额外添加标记”的方式终止“状态状态”的线程的示例：

  2. // Demo3.java的源码
  3. class MyThread extends Thread {
  5. private volatile boolean flag= true;
  6. public void stopTask() {
  7. flag = false;
  8. }
  10. public MyThread(String name) {
  11. super(name);
  12. }
  14. @Override
  15. public void run() {
  16. synchronized(this) {
  17. try {
  18. int i=0;
  19. while (flag) {
  20. Thread.sleep(100); // 休眠100ms
  21. i++;
  22. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
  23. }
  24. } catch (InterruptedException ie) {
  25. System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
  26. }
  27. }
  28. }
  29. }
  31. public class Demo3 {
  33. public static void main(String[] args) {
  34. try {
  35. MyThread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“线程t1”
  36. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
  38. t1.start(); // 启动“线程t1”
  39. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
  41. // 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。
  42. Thread.sleep(300);
  43. t1.stopTask();
  44. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
  46. // 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。
  47. Thread.sleep(300);
  48. System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
  49. } catch (InterruptedException e) {
  50. e.printStackTrace();
  51. }
  52. }
  53. }
复制代码

运行结果：

  2. t1 (NEW) is new.
  3. t1 (RUNNABLE) is started.
  4. t1 (RUNNABLE) loop 1
  5. t1 (RUNNABLE) loop 2
  6. t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
  7. t1 (RUNNABLE) loop 3
  8. t1 (TERMINATED) is interrupted now.
复制代码

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