Java中的线程中断

Java中的线程中断

1 线程中断相关方法介绍

Java多线程编程中的interrupt()方法、isInterrupted()方法和interrupted()方法都是跟线程中断相关的方法，都非常重要。这三个方法名称非常相似，不理解原理时容易混淆，这里分别介绍下，以加以区分。由于interrupt()方法和isInterrupted()方法都是实例方法(非类上的静态方法)，因此我在前面加了个thread1，表示一个实例化的具体线程：

thread1.interrupt()方法

thread1.interrupt()方法用来中断线程，所谓的中断，大家可以通俗的理解为打断。比如有两个线程a和b，当线程a因为某些原因想打断线程b时，a线程内部可以调用b.interrupt()。不过要注意，实现上是通过设置线程b的中断状态标记实现的。b线程代码运行期间，可以在一个循环体内不断的判断该中断状态标记，以确认是否真正响应a的中断请求(比如退出执行等等)。

thread1.isInterrupted()方法

thread1.isInterrupted()方法用来获取一个线程的中断状态。比如有两个线程a和b，当线程a因为某些原因想打断线程b时，可以通过b.interrupt()对b进行中断。在线程b内部，可以判断自己的中断状态，是否是被中断的，然后根据中断状态确认是否响应中断请求(比如退出当前线程的循环体等等)。thread1.isInterrupted()方法内部直接调用了native方法，传入的ClearInterrupted参数是false，表示不清空中断状态标记：

public boolean isInterrupted() {
  return isInterrupted(false);
}
// ClearInterrupted表示是否清楚中断状态标记
private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);
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因此调用完该方法后，中断标志位不清除。

Thread.interrupted()方法

Thread.interrupted()是定义在Thread类上的静态方法，用来判断当前线程的中断状态，跟thread1.isInterrupted()不同的是，该方法返回中断状态之后，会复位(reset)中断状态标记，所谓的复位即恢复默认状态，也可以说是清空中断状态标记。看Thread类源码可以看到Thread.interrupted()方法实现非常简单，内部直接调用了native方法，只不过ClearInterrupted参数传的是true，表示清空中断状态标记：

public static boolean interrupted() {
  return currentThread().isInterrupted(true);
}
// ClearInterrupted表示是否清楚中断状态标记
private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);
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可以看出thread1.isInterrupted()和Thread.interrupted()的区别其实就在于获取完中断状态标记之后，是否复位。大家可以根据需要进行选择使用。

2 不考虑线程阻塞时如何优雅的停止一个线程

要想优雅的停止某个线程的运行，需要前面介绍的中断机制。比如两个线程a和b，当线程a想中断线程b时，可以通过调用b.interrupt()方法，来设置线程b的中断标记，以达到通知线程b的目的。而线程b需要不断的检查自己的中断标记，以随时响应其他线程的中断，比如下面的实现所示：

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread b = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int num = 0;
                while(true) {
                    if (Thread.interrupted()) {
                        break;
                    }
                    System.out.println("thread b running, num is:" + num++);
                }
            }
        });
        b.start();
        // 主线程sleep 1ms，让线程b循环一小会
        Thread.sleep(1);
        // 中断线程b
        b.interrupt();
    }
}
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这里在主线程内新创建了一个线程b，线程b内部是一个循环体，每次循环开始都检查一下中断状态，确认是否被中断，如果被中断了即退出循环，结束线程的执行。主线程sleep了1ms，让线程b先循环几次。接着主线程通过b.interrupt()对线程b进行中断。运行程序可以看到输出如下(不同机器运行结果不一样)：

thread b running, num is:0
thread b running, num is:1
thread b running, num is:2
...
thread b running, num is:25
thread b running, num is:26
thread b running, num is:27

Process finished with exit code 0
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可以看到主线程成功的中断了线程b。当然，主线程之所以能成功的中断线程b，是因为线程b一直在检查自己的中断状态(如果线程b太自我，不考虑其他线程，只考虑自己运行，那主线程就无法成功打断线程b了)。

3 考虑线程阻塞时如何优雅的停止一个线程

前面我们成功的在主线程中中断了线程b，然后如果线程b中存在阻塞，比如下面的代码所示，线程b在sleep时被主线程中断：

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread b = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int num = 0;
                while(true) {
                    if (Thread.interrupted()) {
                        break;
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // Thread.currentThread().interrupt();
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("thread b running, num is:" + num++);
                }
            }
        });
        b.start();
        // 主线程sleep5.5秒，让线程b循环5次
        Thread.sleep(5500);
        // 中断线程b
        b.interrupt();
    }
}
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这时线程b会抛出InterruptedException异常，上面的代码中我们仅仅打印了下该异常，相当于什么都没做。运行该代码结果如下：

thread b running, num is:0
thread b running, num is:1
thread b running, num is:2
thread b running, num is:3
thread b running, num is:4
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
  at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
  at test.TestMain$1.run(TestMain.java:25)
  at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
thread b running, num is:5
thread b running, num is:6
thread b running, num is:7
thread b running, num is:8
thread b running, num is:9
...
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可以看出，主线程未能成功中断线程b。

3.1 InterruptedException异常介绍

线程内调用wait，join，sleep时都会进入阻塞状态。当线程处于阻塞状态时被中断，这时线程就会抛出InterruptedException异常，其实大家可以通俗的理解为一种通知即可。以sleep方法为例，大家可以按如下模拟实现来理解(底层是native实现)：

public static void sleep(long millis) throws InterruptedException 
{
    while (/* still waiting for millis to become zero */) 
    {
        if (Thread.interrupted())
        {
            throw new InterruptedException();
        }
        // Keep waiting
    }
}
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有了InterruptedException异常通知，线程就可以在阻塞时立即知道被中断了，进而采取一定的措施响应中断。需要注意的一点是，由于抛出了InterruptedException异常，因此不会在设置中断标志位。

3.2 考虑线程阻塞时如何优雅的停止一个线程

理解了InterruptedException异常，我们就可以在线程即使发生阻塞时也能成功进行中断了，如下所示：

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread b = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int num = 0;
                while(true) {
                    if (Thread.interrupted()) {
                        break;
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(1000); // 用sleep来模拟线程的执行
                    } catch (InterruptedException e) {
                        Thread.currentThread().interrupt(); // 注意这里是重点！
                    }
                    System.out.println("thread b running, num is:" + num++);
                }
            }
        });
        b.start();
        // 主线程sleep5.5秒，让线程b先循环5次
        Thread.sleep(5500);
        // 中断线程b
        b.interrupt();
    }
}
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这里我们在检查到InterruptedException异常时，重新设置了中断标志位，这样下次循环一开始时，即可判断被中断了，进而退出循环体。当然我们可以在InterruptedException异常catch时直接退出。

4 总结

我们介绍了Java中的线程中断相关知识点，通俗来讲，大家可以理解为中断就是一种线程间相互打断的一种方式，比如两个线程a和b，a如果在某一时刻想打断b的执行，则可以调用b.interrupt()方法进行中断，但是要注意，这里仅仅是设置b的中断状态位，b看到中断状态位后可以自行决定是否响应，当然，正常情况我们写的代码都需要做好中断状态位的判断(这一点大家在写业务代码时确实经常忽略)。另外对于阻塞中的线程，Java通过InterruptedException异常来进行通知。