Java线程的中断


引言

Java没有提供任何机制来安全地终止线程，但提供了中断机制，即thread.interrupt()方法。线程中断是一种协作式的机制，并不是说调用了中断方法之后目标线程一定会立即中断，而是发送了一个中断请求给目标线程，目标线程会自行在某个取消点中断自己。这种设定很有必要，因为如果不论线程执行到何种情况都立即响应中断的话，很容易造成某些对象状态不一致的情况出现。

正文

一、中断相关的方法介绍

涉及到中断的线程基础方法有三个：interrupt()、isInterrupted()、interrupted()，它们都位于Thread类下。Thread类下还有一个

interrupt()方法：对目标线程发送中断请求，看其源码会发现最终是调用了一个本地方法实现的线程中断；

interrupted()方法：返回目标线程是否中断的布尔值（通过本地方法实现），且返回后会重置中断状态为未中断；

isInterrupted()方法：该方法返回的是线程中断与否的布尔值（通过本地方法实现），不会重置中断状态；

二、线程中断

线程中断可以按中断时线程状态分为两类，一类是运行时线程的中断，一类是阻塞或等待线程的中断。有中断时，运行时的线程会在某个取消点中断执行，而处于阻塞或者等待状态的线程大多会立即响应中断，比如上一篇文章中提到的join、sleep等方法，这些方法在抛出中断异常的错误后，会重置线程中断状态为未中断。但注意，获取独占锁的阻塞状态与BIO的阻塞状态不会响应中断。而在JUC包中有在加锁阻塞的过程中响应中断的方法，比如lockInterruptibly()。

下面从三个问题来讲述线程中断

1、线程中断的目的是什么？

为什么要进行线程中断？有时是由于对于某种特定情况，我们知道当前线程无需继续执行下去，此时可以中断此线程；有时是遇到某些异常，需要中断线程。具体什么目的，还要看具体场景，但线程中断的需求已经摆在那里，肯定需要。

2、要如何处理线程中断？

通常的处理方式有两种，如果是业务层面的代码，则只需要做好中断线程之后的业务逻辑处理即可，而如果是偏底层功能的线程中断，则尽量将中断异常抛出（或者在catch中重新调用interrupt()来中断线程），以告知上层方法本线程的中断经历。

3、JUC中对中断的处理举例

JUC中ReentrantLock常用的加锁方法是lock()，还有一个响应中断的加锁方法lockInterruptibly()

lock()方法中的acquire(int arg)方法如下所示：

1 public final void acquire(int arg) {
2        if (!tryAcquire(arg) &&
3            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
4            selfInterrupt();
5 }

在acquireQueued中会对线程的中断状态做判断，如果中断了则返回true，进入selfInterrupt()方法，恢复线程的中断状态。但注意此处是在获取到锁之后再响应中断，在获取到锁之前不会做出响应。

1 static void selfInterrupt() {
2        Thread.currentThread().interrupt();
3 }

而看lockInterruptibly()方法：

public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
        sync.acquireInterruptibly(1);
    }

public final void acquireInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        if (Thread.interrupted())
            throw new InterruptedException();
        if (!tryAcquire(arg))
            doAcquireInterruptibly(arg);
    }

它会先查看中断状态，再获取锁。而如果在获取锁的过程中中断过，则会在doAcquireInterruptibly方法中抛出中断异常。

下面是我在本地模拟的lock阻塞中断：

public class ReentrantLockDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("main start");
        Thread thread1 = new Thread(new LockThreadDemo());
        Thread thread2 = new Thread(new LockThreadDemo());
        thread1.start();
        Thread.sleep(1000); // 确保thread1获取到了锁
        thread2.start(); // 此时thread2处于获取锁的阻塞状态
        thread2.interrupt();
        System.out.println("main end");
    }
}

class LockThreadDemo implements Runnable {
    public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "runnable run");
        try {
            lock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始睡眠");
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "睡了5秒");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "runnable exception:" + e);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " over");
    }
}

执行结果为：

main start
Thread-0runnable run
Thread-0开始睡眠
main end
Thread-1runnable run
Thread-0睡了5秒
Thread-0 over
Thread-1开始睡眠
Thread-1runnable exception:java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
Thread-1 over

可以看到中断了并没有对获取锁产生影响，最后是sleep方法响应的中断。

下面是我在本地模拟的lockInterruptibly()阻塞中断：

public class ReentrantLockInterruptableDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("main start");
        Thread thread1 = new Thread(new LockThreadInterruptableDemo());
        Thread thread2 = new Thread(new LockThreadInterruptableDemo());
        thread1.start();
        Thread.sleep(1000); // 确保thread1获取到了锁
        thread2.start(); // 此时thread2处于获取锁的阻塞状态
        thread2.interrupt();
        System.out.println("main end");
    }
}

class LockThreadInterruptableDemo implements Runnable {
    public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "runnable run");
        try {
            lock.lockInterruptibly();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始睡眠");
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "睡了5秒");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "runnable exception:" + e);
        } finally {
            try {
                lock.unlock();
            } catch (IllegalMonitorStateException e) {
                System.out.println("因线程" + Thread.currentThread().getName() + "提前中断导致未获取到锁");
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " over");
    }
}

结果为：

main start
Thread-0runnable run
Thread-0开始睡眠
main end
Thread-1runnable run
Thread-1runnable exception:java.lang.InterruptedException
因线程Thread-1提前中断导致未获取到锁
Thread-1 over
Thread-0睡了5秒
Thread-0 over

结束语

对于线程中断的处理比较常见，尤其是涉及到多线程的框架、组件中。而能否处理好线程中断的各种情况，则体现出一个程序员对多线程掌握的熟练情况。

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