詳解Java多線程編程中線程的啟動(dòng)、中斷或終止操作
線程啟動(dòng)：
1.start() 和 run()的區(qū)別說(shuō)明
start() : 它的作用是啟動(dòng)一個(gè)新線程，新線程會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的run()方法。start()不能被重復(fù)調(diào)用。
run() : run()就和普通的成員方法一樣，可以被重復(fù)調(diào)用。單獨(dú)調(diào)用run()的話，會(huì)在當(dāng)前線程中執(zhí)行run()，而并不會(huì)啟動(dòng)新線程！
下面以代碼來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
class MyThread extends Thread{
public void run(){
...
}
};
MyThread mythread = new MyThread();
mythread.start()會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新線程，并在新線程中運(yùn)行run()方法。
而mythread.run()則會(huì)直接在當(dāng)前線程中運(yùn)行run()方法，并不會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新線程來(lái)運(yùn)行run()。
2.start() 和 run()的區(qū)別示例
下面，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單示例演示它們之間的區(qū)別。源碼如下：
// Demo.java 的源碼
class MyThread extends Thread{
public MyThread(String name) {
super(name);
}
public void run(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is running");
}
};
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Thread mythread=new MyThread("mythread");
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call mythread.run()");
mythread.run();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call mythread.start()");
mythread.start();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
main call mythread.run() main is running main call mythread.start() mythread is running
結(jié)果說(shuō)明：
(1) Thread.currentThread().getName()是用于獲取“當(dāng)前線程”的名字。當(dāng)前線程是指正在cpu中調(diào)度執(zhí)行的線程。
(2) mythread.run()是在“主線程main”中調(diào)用的，該run()方法直接運(yùn)行在“主線程main”上。
(3) mythread.start()會(huì)啟動(dòng)“線程mythread”，“線程mythread”啟動(dòng)之后，會(huì)調(diào)用run()方法；此時(shí)的run()方法是運(yùn)行在“線程mythread”上。
線程的中斷和終止
一、線程中斷：interrupt()
interrupt()的作用是中斷本線程。
本線程中斷自己是被允許的；其它線程調(diào)用本線程的interrupt()方法時(shí)，會(huì)通過(guò)checkAccess()檢查權(quán)限。這有可能拋出SecurityException異常。
如果本線程是處于阻塞狀態(tài)：調(diào)用線程的wait(), wait(long)或wait(long, int)會(huì)讓它進(jìn)入等待(阻塞)狀態(tài)，或者調(diào)用線程的join(), join(long), join(long, int), sleep(long), sleep(long, int)也會(huì)讓它進(jìn)入阻塞狀態(tài)。若線程在阻塞狀態(tài)時(shí)，調(diào)用了它的interrupt()方法，那么它的“中斷狀態(tài)”會(huì)被清除并且會(huì)收到一個(gè)InterruptedException異常。例如，線程通過(guò)wait()進(jìn)入阻塞狀態(tài)，此時(shí)通過(guò)interrupt()中斷該線程；調(diào)用interrupt()會(huì)立即將線程的中斷標(biāo)記設(shè)為“true”，但是由于線程處于阻塞狀態(tài)，所以該“中斷標(biāo)記”會(huì)立即被清除為“false”，同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)InterruptedException的異常。
如果線程被阻塞在一個(gè)Selector選擇器中，那么通過(guò)interrupt()中斷它時(shí)；線程的中斷標(biāo)記會(huì)被設(shè)置為true，并且它會(huì)立即從選擇操作中返回。
如果不屬于前面所說(shuō)的情況，那么通過(guò)interrupt()中斷線程時(shí)，它的中斷標(biāo)記會(huì)被設(shè)置為“true”。
中斷一個(gè)“已終止的線程”不會(huì)產(chǎn)生任何操作。
二、線程終止
Thread中的stop()和suspend()方法，由于固有的不安全性，已經(jīng)建議不再使用！
下面，我先分別討論線程在“阻塞狀態(tài)”和“運(yùn)行狀態(tài)”的終止方式，然后再總結(jié)出一個(gè)通用的方式。
1. 終止處于“阻塞狀態(tài)”的線程
通常，我們通過(guò)“中斷”方式終止處于“阻塞狀態(tài)”的線程。
當(dāng)線程由于被調(diào)用了sleep(), wait(), join()等方法而進(jìn)入阻塞狀態(tài)；若此時(shí)調(diào)用線程的interrupt()將線程的中斷標(biāo)記設(shè)為true。由于處于阻塞狀態(tài)，中斷標(biāo)記會(huì)被清除，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)InterruptedException異常。將InterruptedException放在適當(dāng)?shù)臑橹咕湍芙K止線程，形式如下：
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
// 執(zhí)行任務(wù)...
}
} catch (InterruptedException ie) {
// 由于產(chǎn)生InterruptedException異常，退出while(true)循環(huán)，線程終止！
}
}
說(shuō)明：在while(true)中不斷的執(zhí)行任務(wù)，當(dāng)線程處于阻塞狀態(tài)時(shí)，調(diào)用線程的interrupt()產(chǎn)生InterruptedException中斷。中斷的捕獲在while(true)之外，這樣就退出了while(true)循環(huán)！
注意：對(duì)InterruptedException的捕獲務(wù)一般放在while(true)循環(huán)體的外面，這樣，在產(chǎn)生異常時(shí)就退出了while(true)循環(huán)。否則，InterruptedException在while(true)循環(huán)體之內(nèi)，就需要額外的添加退出處理。形式如下：
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
// 執(zhí)行任務(wù)...
} catch (InterruptedException ie) {
// InterruptedException在while(true)循環(huán)體內(nèi)。
// 當(dāng)線程產(chǎn)生了InterruptedException異常時(shí)，while(true)仍能繼續(xù)運(yùn)行！需要手動(dòng)退出
break;
}
}
}
說(shuō)明：上面的InterruptedException異常的捕獲在whle(true)之內(nèi)。當(dāng)產(chǎn)生InterruptedException異常時(shí)，被catch處理之外，仍然在while(true)循環(huán)體內(nèi)；要退出while(true)循環(huán)體，需要額外的執(zhí)行退出while(true)的操作。
2. 終止處于“運(yùn)行狀態(tài)”的線程
通常，我們通過(guò)“標(biāo)記”方式終止處于“運(yùn)行狀態(tài)”的線程。其中，包括“中斷標(biāo)記”和“額外添加標(biāo)記”。
(1) 通過(guò)“中斷標(biāo)記”終止線程。
形式如下：
@Override
public void run() {
while (!isInterrupted()) {
// 執(zhí)行任務(wù)...
}
}
說(shuō)明：isInterrupted()是判斷線程的中斷標(biāo)記是不是為true。當(dāng)線程處于運(yùn)行狀態(tài)，并且我們需要終止它時(shí)；可以調(diào)用線程的interrupt()方法，使用線程的中斷標(biāo)記為true，即isInterrupted()會(huì)返回true。此時(shí)，就會(huì)退出while循環(huán)。
注意：interrupt()并不會(huì)終止處于“運(yùn)行狀態(tài)”的線程！它會(huì)將線程的中斷標(biāo)記設(shè)為true。
(2) 通過(guò)“額外添加標(biāo)記”。
形式如下：
private volatile boolean flag= true;
protected void stopTask() {
flag = false;
}
@Override
public void run() {
while (flag) {
// 執(zhí)行任務(wù)...
}
}
說(shuō)明：線程中有一個(gè)flag標(biāo)記，它的默認(rèn)值是true；并且我們提供stopTask()來(lái)設(shè)置flag標(biāo)記。當(dāng)我們需要終止該線程時(shí)，調(diào)用該線程的stopTask()方法就可以讓線程退出while循環(huán)。
注意：將flag定義為volatile類型，是為了保證flag的可見(jiàn)性。即其它線程通過(guò)stopTask()修改了flag之后，本線程能看到修改后的flag的值。
綜合線程處于“阻塞狀態(tài)”和“運(yùn)行狀態(tài)”的終止方式，比較通用的終止線程的形式如下：
@Override
public void run() {
try {
// 1. isInterrupted()保證，只要中斷標(biāo)記為true就終止線程。
while (!isInterrupted()) {
// 執(zhí)行任務(wù)...
}
} catch (InterruptedException ie) {
// 2. InterruptedException異常保證，當(dāng)InterruptedException異常產(chǎn)生時(shí)，線程被終止。
}
}
3. 終止線程的示例
interrupt()常常被用來(lái)終止“阻塞狀態(tài)”線程。參考下面示例：
// Demo1.java的源碼
class MyThread extends Thread {
public MyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
try {
int i=0;
while (!isInterrupted()) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
i++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
}
}
}
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
try {
Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
t1.start(); // 啟動(dòng)“線程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
// 主線程休眠300ms，然后主線程給t1發(fā)“中斷”指令。
Thread.sleep(300);
t1.interrupt();
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
// 主線程休眠300ms，然后查看t1的狀態(tài)。
Thread.sleep(300);
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t1 (NEW) is new. t1 (RUNNABLE) is started. t1 (RUNNABLE) loop 1 t1 (RUNNABLE) loop 2 t1 (TIMED_WAITING) is interrupted. t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException. t1 (TERMINATED) is interrupted now.
結(jié)果說(shuō)明：
(1) 主線程main中通過(guò)new MyThread("t1")創(chuàng)建線程t1，之后通過(guò)t1.start()啟動(dòng)線程t1。
(2) t1啟動(dòng)之后，會(huì)不斷的檢查它的中斷標(biāo)記，如果中斷標(biāo)記為“false”；則休眠100ms。
(3) t1休眠之后，會(huì)切換到主線程main；主線程再次運(yùn)行時(shí)，會(huì)執(zhí)行t1.interrupt()中斷線程t1。t1收到中斷指令之后，會(huì)將t1的中斷標(biāo)記設(shè)置“false”，而且會(huì)拋出InterruptedException異常。在t1的run()方法中，是在循環(huán)體while之外捕獲的異常；因此循環(huán)被終止。
我們對(duì)上面的結(jié)果進(jìn)行小小的修改，將run()方法中捕獲InterruptedException異常的代碼塊移到while循環(huán)體內(nèi)。
// Demo2.java的源碼
class MyThread extends Thread {
public MyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
int i=0;
while (!isInterrupted()) {
try {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
} catch (InterruptedException ie) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
}
i++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
}
}
}
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
try {
Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
t1.start(); // 啟動(dòng)“線程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
// 主線程休眠300ms，然后主線程給t1發(fā)“中斷”指令。
Thread.sleep(300);
t1.interrupt();
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
// 主線程休眠300ms，然后查看t1的狀態(tài)。
Thread.sleep(300);
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t1 (NEW) is new. t1 (RUNNABLE) is started. t1 (RUNNABLE) loop 1 t1 (RUNNABLE) loop 2 t1 (TIMED_WAITING) is interrupted. t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException. t1 (RUNNABLE) loop 3 t1 (RUNNABLE) loop 4 t1 (RUNNABLE) loop 5 t1 (TIMED_WAITING) is interrupted now. t1 (RUNNABLE) loop 6 t1 (RUNNABLE) loop 7 t1 (RUNNABLE) loop 8 t1 (RUNNABLE) loop 9 ...
結(jié)果說(shuō)明：
程序進(jìn)入了死循環(huán)！
為什么會(huì)這樣呢？這是因?yàn)?，t1在“等待(阻塞)狀態(tài)”時(shí)，被interrupt()中斷；此時(shí)，會(huì)清除中斷標(biāo)記[即isInterrupted()會(huì)返回false]，而且會(huì)拋出InterruptedException異常[該異常在while循環(huán)體內(nèi)被捕獲]。因此，t1理所當(dāng)然的會(huì)進(jìn)入死循環(huán)了。
解決該問(wèn)題，需要我們?cè)诓东@異常時(shí)，額外的進(jìn)行退出while循環(huán)的處理。例如，在MyThread的catch(InterruptedException)中添加break 或 return就能解決該問(wèn)題。
下面是通過(guò)“額外添加標(biāo)記”的方式終止“狀態(tài)狀態(tài)”的線程的示例：
// Demo3.java的源碼
class MyThread extends Thread {
private volatile boolean flag= true;
public void stopTask() {
flag = false;
}
public MyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
synchronized(this) {
try {
int i=0;
while (flag) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
i++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
}
} catch (InterruptedException ie) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
}
}
}
}
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
try {
MyThread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“線程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
t1.start(); // 啟動(dòng)“線程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
// 主線程休眠300ms，然后主線程給t1發(fā)“中斷”指令。
Thread.sleep(300);
t1.stopTask();
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
// 主線程休眠300ms，然后查看t1的狀態(tài)。
Thread.sleep(300);
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t1 (NEW) is new. t1 (RUNNABLE) is started. t1 (RUNNABLE) loop 1 t1 (RUNNABLE) loop 2 t1 (TIMED_WAITING) is interrupted. t1 (RUNNABLE) loop 3 t1 (TERMINATED) is interrupted now.
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