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!
下面以代碼來進(jìn)行說明。
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)新線程來運(yùn)行run()。
2.start() 和 run()的區(qū)別示例
下面,通過一個(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wait()進(jìn)入阻塞狀態(tài),此時(shí)通過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的情況,那么通過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“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“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“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“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的可見性。即其它線程通過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)果說明:
(1) 主線程main中通過new MyThread("t1")創(chuàng)建線程t1,之后通過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就能解決該問題。
下面是通過“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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