Java线程中断的实现过程

目录

• 1、volatile 标志位
• 2、stop()强制终止
• 3、interrupt() 协作式中断
• 总结

线程的调度和执行由操作系统决定，而 Java 通过提供一系列 API 来与操作系统交互，从而实现对线程的控制。

现代操作系统对线程的控js制遵循两个核心原则：

1、抢占式调度：操作系统可以强制剥夺线程的 CPU 时间片（如时间片轮转调度）

2、协作式中断：依赖线程主动响应中断信号（Java 的 interrupt())

因此Java 虚拟机（JVM）作为用户态程序，其实是无法直接终止一个线程的。当我们调用 thread.stop() 这类方法时，实际上是在用户态层面发出中断请求，而真正的线程终止还需要操作系统内核的配合。

如下图所示：

Java 线程中断的三种实现方式：

1、volatile 标志位：通过设置标志位，使线程正常退出，能够确保线程根据业务逻辑安全停止。

2、Thread.stop() 方法：已废弃，不推荐使用，因为会导致线程安全问题和资源泄漏。

3、Thread.interrupt() 方法：推荐使用，通过设置中断标志来提示线程停止，能够优雅的停止线程。

1、volatile 标志位

volatile关键字可以确保变量的修改对所有线程立即可见。

通过在共享变量上使用volatile，工作线程可以在运行过程中检查该变量的状态，一旦检测到变化即可清理资源并结束执行。

public class WorkerThread extends Thread {
    privatevolatileboolean running = true;
 
    public void run() {
        int i = 1;
        while (running) { // 检查标志位
            System.out.println("线程运行中: " + i++);
            try {
                Thread.sleep(1000L); // 模拟业务操作
            } catch (InterruptedException e) {
                // 重新设置中断标识
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
        System.out.println("线程已优雅停止");
    }
 
    public void cancel() {
        running = false;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        WorkerThread thread = new WorkerThread();
        thread.start();
        // 线程运行一段时间
        Thread.sleep(5000L);
 
        // 修改标志位，中断线程
        thread.cancel();
    }
}

输出：

运行结果：

线程运行中: 1
线程运行中: 2
线程运行中: 3
线程运行中: 4
线程运行中: 5
线程已优雅停止

2、stop()强制终止

Thread.stop()方法是 Java 早期提供的一种强制中止线程的方式，该方法会立即终止线程，而不执行清理工作（如释放资源、完成文件操作等），因此容易导致资源泄漏和线程安全问题，已被 Java 官方弃用。

public class WorkerThread extends Thread {
    public void run() {
        int i =php 1;
        while (true) {
            System.out.println("线程运行中: " + i++);
            try {
                Thread.sleep(1000L); // 模拟业务操作
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        WorkerThread thread = new WorkerThread();
        thread.start();
        // 线程运行一段时间
        Thread.sleep(5000L);
 
        // 调用 stop 方法，强制终止线程
        thread.stop();
        System.out.println("线程已强制终止");
    }
}

运行结果：

线程运行中: 1
线程运行中: 2
线程运行中: 3
线程运行中: 4
线程运行中: 5
线程已强制终止

为什么 stop() 方法会被废弃呢？ JavaDoc 中Why is Thread.stop deprecated?这篇官方文档解释了其被废弃的原因。

总结如下：

• 不可控的资源释放：线程可能持有锁或资源，强制终止可能导致资源泄漏。
• 数据不一致：线程可能在执行关键操作时被中断，导致数据损坏。
• 难以调试：强制终止可能引发不可预测的异常。

3、interrupt() 协作式中断

因为Thread.stop()中断线程的粗暴性，Java 官方已经废弃了该方法，那么官方还有没有其它更优雅的方案来中断线程呢？答案是有的：那就是使用interrupt()协作式中断。

什么是协作式中断？

协作式中断就是区别于 Thread.stop()，它是非强制且需要配合的。

非强制性：

interrupt() 方法不会强制终止线程，而是通过设置中断标志来通知线程应该停止。线程可以选择中断，也可以忽略这个中断请求，继续执行。

需要配合：

使用 interrupt() 方法，线程需要主动检查中断标志，或者在阻塞方法中处理 InterruptedException，才能正常响应中断请求。这种机制是需要线程和中断请求者之间相互“配合”的。

通过示例来演示下协作式中断：

public class WorkerThread extends Thread {
 
    @Override
    public void run() {
        int i = 1;
        while (!Thread.currentThrejavascriptad().isInterrupted()) { // 显式检查中断状态
            System.out.println("线程运行中: " + i++);
            try {
                Thread.sleep(1000L); // 模拟业务操作
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("捕获到中断异常，但线程继续运行！");
//                Thread.currentThread().interrupt();
            }
       oExnMmSZIB }
        System.out.println("线程已优雅停止");
    }
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        WorkerThreadphp thread = new WorkerThread();
        thread.start();
        Thread.sleep(5000L); // 主线程等待5秒
 
        // 请求线程中断
        thread.interrupt();
        System.out.println("主线程请求线程中断");
    }
}

 运行结果：

线程运行中: 1
线程运行中: 2
线程运行中: 3
线程运行中: 4
线程运行中: 5
主线程请求线程中断
捕获到中断异常，但线程继续运行！
线程运行中: 6
线程运行中: 7

可以看到，main() 方法中已经请求了线程中断，但是线程并没有被中断，还是继续执行下去了，为什么？

interrupt() 方法被调用时，线程的中断标志会被设置为 true。它的调用只是传递了一个中断信号，线程本身不会立即停止执行。

它需要通过检查中断标志（如使用 Thread.currentThread().isInterrupted()）来决定是否停止当线程。

并且当线程处于以下阻塞方法（如 sleep()、wait()、join()）时，

JVM 会做两件事：1.抛出 InterruptedException 异常；2.清除中断标志，重新设置为 false。

那么，当我们在程序中捕获到 InterruptedException 异常时，我们需要做出明确的选择：

处理异常并终止线程的执行；重新设置中断标识让上层逻辑感知到。

上边的示例中，我们在捕获了 InterruptedException 异常后，这时中断标志已经被重置，而程序中却没有做任何的处理，导致了在下一轮的循环判断中，检测的中断状态不对，所以线程没有按预期执行中断。

正例

public class WorkerThread extends Thread {
 
    @Override
    public void run() {
        int i = 1;
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) { // 显式检查中断状态
            System.out.println("线程运行中: " + i++);
            try {
                Thread.sleep(1000L); // 模拟业务操作
            } catch (InterruptedException e) {
                // 重新设置中断标志，通知上层逻辑进行中断处理
                System.out.println("线程被中断！");
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
        System.out.println("线程已优雅停止");
    }
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        WorkerThread thread = new WorkerThread();
        thread.start();
        Thread.sleep(5000L); // 主线程等待5秒
 
        // 请求线程中断
        thread.interrupt();
        System.out.println("主线程请求线程中断");
    }
}

运行结果：

线程运行中: 1
线程运行中: 2
线程运行中: 3
线程运行中: 4
线程运行中: 5
主线程请求线程中断
线程被中断！
线程已优雅停止

在这个示例中，我们在捕获到异常后，正确的恢复了中断标志，线程优雅地被中断。

关于在线程运行状态会出现的方法，可参考如下：

总结

在实际开发中，推荐使用 volatile 标志位和 thread.interrupt() 协作式中断来中止线程。这两种方式能够确保线程的安全和资源的正确释放，避免线程不安全和资源泄漏问题。

如下图所示：

thread.stop() 方法由于其强制性和不安全性，已被废弃，不推荐使用。通过合理使用协作式中断机制，可以实现线程的优雅停止，提高程序的健壮性和可靠性。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持编程客栈(www.devze.com)。