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Java多线程中断机制

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你有一个思想，我有一个思想，我们交换后，一个人就有两个思想
If you can NOT explain it simply, you do NOT understand it well enough

现陆续将Demo代码和技术文章整理在一起 Github实践精选，方便大家阅读查看，本文同样收录在此，觉得不错，还请Star:star2:

横看成岭侧成峰，远近高低各不同，并发编程理论系列基本已经结束，相信大家有了理论的铺垫，近看源码才能发现其设计之美，不会一头雾水

本来是要介绍 AQS 作为我们走进并发编程源码环节的第一步，但 AQS 涉及的知识点也还真有点多，每一个都够单独拿出来说一说，恰巧有朋友私信我“不理解线程的中断机制”，中断机制又恰巧是 AQS API实现的一部分，更贯穿于整个并发编程内容中。于是就打算单独说一说这个小机制，先让大家做到心中有 number

在学习/编写并发程序时，总会听到/看到如下词汇：

线程被中断或抛出InterruptedException
设置了中断标识
清空了中断标识
判断线程是否被中断

在 Java Thread 类又提供了长相酷似，让人傻傻分不清的三个方法来处理并发中断问题：

interrupt()
interrupted()
isInterrupted()

Java多线程中断机制

看到这我不禁会问自己：

Java多线程中断机制

什么是中断机制？

Java多线程中断机制

刚刚接触【中断】这个词时，先入为主的概念就是“直接中断/打断”正在做的事，使其停止。我的理解是这样的：

你：在打游戏

女朋友：别打游戏了，赶快过来吃饭

你：听到女朋友招呼之后立马中断手中的游戏乖乖过去吃饭

Java多线程中断机制

在多线程编程中，中断是一种【协同】机制，怎么理解这么高大上的词呢？就是女朋友叫你吃饭，你收到了中断游戏通知， 但是否马上放下手中的游戏去吃饭看你心情 。在程序中怎样演绎这个心情就看具体的业务逻辑了，Java 的中断机制就是这么简单

如果还没改变这个先入为主的概念，我怀你你没有女朋友（:sob:）我们拥抱一下

为什么会有中断机制？

中断是一种协同机制，我觉得就是解决【当局者迷】的状况

现实中，你努力忘我没有昼夜的工作，如果再没有人告知你中断，你身体是吃不消的。

在多线程的场景中，有的线程可能迷失在怪圈无法自拔（自旋浪费资源），这时就可以用其他线程在恰当的时机给它个中断通知，被“中断”的线程可以选择在恰当的时机选择跳出怪圈，最大化的利用资源

那程序中如何中断？怎样识别是否中断？又如何处理中断呢？这就与上文提到的三个方法有关了

`interrupt()` VS `isInterrupted()` VS `interrupted()`

Java 的每个线程对象里都有一个 boolean 类型的标识，代表是否有中断请求，可你寻遍 Thread 类你也不会找到这个标识，因为这是通过底层 native 方法实现的。

interrupt()

interrupt() 方法是 唯一一个 可以将上面提到中断标志设置为 true 的方法，从这里可以看出，这是一个 Thread 类 public 的对象方法，所以可以推断出任何线程对象都可以调用该方法，进一步说明就是可以一个线程 interrupt 其他线程，也可以 interrupt 自己。其中，中断标识的设置是通过 native 方法 interrupt0 完成的

Java多线程中断机制

在 Java 中，线程被中断的反应是不一样的，脾气不好的直接就抛出了 InterruptedException() ，

Java多线程中断机制

该方法注释上写的很清楚，当线程被阻塞在：

wait()
join()
sleep()

这些方法时，如果被中断，就会抛出 InterruptedException 受检异常（也就是必须要求我们 catch 进行处理的）

熟悉 JUC 的朋友可能知道，其实被中断抛出 InterruptedException 的远远不止这几个方法，比如：

Java多线程中断机制

反向推理，这些可能阻塞的方法如果声明有 throws InterruptedException ，也就暗示我们它们是可中断的

调用 interrput() 方法后，中断标识就被设置为 true 了，那我们怎么利用这个中断标识，来判断某个线程中断标识到底什么状态呢？

isInterrupted()

Java多线程中断机制

这个方法名起的非常好，因为比较符合我们 bean boolean 类型字段的 get 方法规范，没错，该方法就是返回中断标识的结果：

true：线程被中断，
false：线程没被中断或被清空了中断标识（如何清空我们一会看）

拿到这个标识后，线程就可以判断这个标识来执行后续的逻辑了。有起名好的，也有起名不好的，就是下面这个方法：

interrupted()

按照常规翻译，过去时时态，这就是“被打断了/被打断的”，其实和上面的 isInterrupted() 方法差不多，两个方法都是调用 private 的 isInterrupted() 方法，唯一差别就是会清空中断标识（这是从方法名中怎么也看不出来的）

Java多线程中断机制

因为调用该方法，会返回当前中断标识，同时会清空中断标识，就有了那一段有点让人迷惑的方法注释：

Java多线程中断机制

来段程序你就会明白上面注释的意思了：

Thread.currentThread().isInterrupted(); // true
Thread.interrupted() // true，返回true后清空了中断标识将其置为 false
Thread.currentThread().isInterrupted(); // false
Thread.interrupted() // false

这个方法总觉得很奇怪，现实中有什么用呢？

当你可能要被大量中断并且你想确保只处理一次中断时，就可以使用这个方法了

该方法在 JDK 源码中应用也非常多，比如（后续文章会具体分析，这里知道该方法的作用和使用场景就好）：

Java多线程中断机制

相信到这里你已经能明确分辨三胞胎都是谁，并发挥怎样的作用了，那么有哪些场景我们可以使用中断机制呢？

中断机制的使用场景

通常，中断的使用场景有以下几个

点击某个桌面应用中的关闭按钮时（比如你关闭 IDEA，不保存数据直接中断好吗？）；
某个操作超过了一定的执行时间限制需要中止时；
多个线程做相同的事情，只要一个线程成功其它线程都可以取消时；
一组线程中的一个或多个出现错误导致整组都无法继续时；

因为中断是一种协同机制，提供了更优雅中断方式，也提供了更多的灵活性，所以当遇到如上场景等，我们就可以考虑使用中断机制了

使用中断机制有哪些注意事项

其实使用中断机制无非就是注意上面说的两项内容：

中断标识
InterruptedException

前浪已经将其总结为两个通用原则，我们后浪直接站在肩膀上用就可以了，来看一下这两个原则是什么：

原则-1

如果遇到的是可中断的阻塞方法, 并抛出 InterruptedException，可以继续向方法调用栈的上层抛出该异常；如果检测到中断，则可清除中断状态并抛出 InterruptedException，使当前方法也成为一个可中断的方法

原则-2

若有时候不太方便在方法上抛出 InterruptedException，比如要实现的某个接口中的方法签名上没有 throws InterruptedException，这时就可以捕获可中断方法的 InterruptedException 并通过 Thread.currentThread.interrupt() 来重新设置中断状态。

再通过个例子来加深一下理解：

本意是当前线程被中断之后，退出while(true), 你觉得代码有问题吗？（先不要向下看）

Thread th = Thread.currentThread();
while(true) {
  if(th.isInterrupted()) {
    break;
  }
  // 省略业务代码
  try {
    Thread.sleep(100);
  }catch (InterruptedException e){
    e.printStackTrace();
  }
}

打开 Thread.sleep 方法：

Java多线程中断机制

sleep 方法抛出 InterruptedException后，中断标识也被清空置为 false，我们在catch 没有通过调用 th.interrupt() 方法再次将中断标识置为 true，这就导致无限循环了

这两个原则很好理解。总的来说，我们应该留意 InterruptedException，当我们捕获到该异常时，绝不可以默默的吞掉它，什么也不做，因为这会导致上层调用栈什么信息也获取不到。其实在编写程序时，捕获的任何受检异常我们都不应该吞掉

JDK 中有哪些使用中断机制的地方呢？

中断机制贯穿整个并发编程中，这里只简单列觉大家经常会使用的，我们可以通过阅读JDK源码来进一步了解中断机制以及学习如何使用中断机制

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 中的 shutdownNow 方法会遍历线程池中的工作线程并调用线程的 interrupt 方法来中断线程

Java多线程中断机制

FutureTask

FutureTask 中的 cancel 方法，如果传入的参数为 true，它将会在正在运行异步任务的线程上调用 interrupt 方法，如果正在执行的异步任务中的代码没有对中断做出响应，那么 cancel 方法中的参数将不会起到什么效果

Java多线程中断机制

总结

到这里你应该理解Java 并发编程中断机制的含义了，它是一种协同机制，和你先入为主的概念完全不一样。区分了三个相近方法，说明了使用场景以及使用原则，同时又给出JDK源码一些常见案例，相信你已经胸中有沟壑了，接下来，跟上节奏，我们陆续走进源码吧

灵魂追问

抛出 InterruptedException 后，中断标识就一定被清空吗？
处在死锁状态的线程是否可以被中断呢？
进入临界区的线程能否被中断呢？如果不能有什么办法能响应中断吗？
个人感觉interrupted这个方法名称不是特别好，如果你也觉得不好，让你设计这个地方，你有什么想法？

有朋友可能会问文章开头的图，同时看一个类的不同部分怎么实现的？不等您开口，我就全盘的招了，其实就是屏幕分割（在文件上鼠标右键->选择水平/垂直分割），这样在同时查看某些代码时还是很方便的（带鱼屏垂直分割真是爽翻天），保姆式演示如下：

Java多线程中断机制

参考

Java 并发编程实战
Java并发编程的艺术
https://www.infoq.cn/article/java-interrupt-mechanism
https://coderanch.com/t/237332/certification/explain-interrupt-isInterrupted-interrupted-method
https://dzone.com/articles/waiting-for-coroutines

原文 https://dayarch.top/p/java-concurrency-interrupt-mechnism.html

正文到此结束