线程的取消和中断

简介: 线程的取消和中断

下面介绍取消线程常用的4中方式:



一、通过设置“cancelled   requested”标志来中断线程



java中的任务取消实现:


       是通过一个协作机制完成的,使用一个线程能够要求另一个线程停止当前的工作。



这样做的原因是:

如果直接要求一个任务、线程或者服务立即停止,可能会导致共享的数据结构处于不一致的状态。

当要求他们停止时,他们首先会清除当前进程中的工作,然后再终止。提供了更好的灵活性。因为

任务代码本身比发出取消请求的代码更明确应该清除什么。


典型的协作机制:

  设置“cancelled   requested”标志,任务会定期查看;

  如果发现标志被设置过,任务就会提前结束。

  一般为了让这个标志变量的状态更可靠一点,cancelled最好是volatile类型的。



取消策略:


 说明关于取消的“how”,"when","what"————代码如何请求取消任务,任务在什么

  时候检查取消的请求是否到达,响应取消请求的任务中应有的行为。

public class CancelThread {
    /**
     * 生成素数任务
     * @author hadoop
     *
     */
       class PrimeGenerator implements  Runnable{
        private final List<BigInteger> primes = new ArrayList<BigInteger>();
      private volatile boolean  cancelled;
  @Override
  public void run() {
    BigInteger p = BigInteger.ONE;
    while(!cancelled){
    //得到下一个素数
    p = p.nextProbablePrime();
    synchronized (this) {
      primes.add(p);
    }
    }
  }
  public void cancel(){
    cancelled = true;
  }
  public synchronized List<BigInteger> get(){
     return   new ArrayList<BigInteger>(primes);
  }
       }
       /**
        * 生成素数的程序运行1s钟后,取消任务
        * @return
        * @throws InterruptedException
        */
       List<BigInteger>  aSecondOfPrimes() throws  InterruptedException{
          PrimeGenerator generator = new PrimeGenerator();
          new Thread(generator).start();
          try {
    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    }finally{
    generator.cancel();
    }
         return generator.get(); 
       }
       public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CancelThread cancelThread = new CancelThread();
        List<BigInteger>  bList =  cancelThread.aSecondOfPrimes();
        for (BigInteger bigInteger : bList) {
    System.out.println(bigInteger);
  }
  }
}



二、通过线程的interrupt()方法来中断线程



中断通常是实现取消最明智的选择


中断线程

中断:本身并不会真正中断一个正在运行的线程,仅仅发出中断请求,线程自己会在下一个方便的时刻中断

(这些时刻被称为取消点,cancellation point)


有些方法如wait,sleep和join方法,当接收一个中断请求时,会抛出一个异常,或者进入时中断状态就已经被设置了。


可阻塞的库函数,通过抛出InterruptedException作为中断的响应

常用的取消机制(设置“cancelled   requested”标志)不能与可阻塞的库函数进行良好的互动。阻塞会导致中断无法立刻响应,或干脆无法响应。

 如果任务代码响应中断,那么可以使用中断作为你的取消机制,而不是boolean标志来请求取消。

示例中进行了两个点的中断检查:

1.调用阻塞的put方法时

2.循环开始出显示地采集中断状态。


中断策略:

  决定线程如何应对中断请求————当发现中断请求时,它会做什么,哪些工作单元对应中断来说是原子操作,

 以及在多快的时间里响应中断。


 线程应该只能被线程的所有者中断;所有者可以把线程的中断策略信息封装到一个合适的取消机制中,比如关闭(shutdown)方法

public class InterruptThread {
  /**
  * 素数生产者,向阻塞队列中放入内容
  * @author hadoop
  *
  */
    class  BrokenPrimePreducer  extends  Thread{
      private final BlockingQueue<BigInteger> queue;
      private volatile  boolean  cancelled = false;
      BrokenPrimePreducer(BlockingQueue<BigInteger> queue){
       this.queue = queue;
      }
      public void run(){
      try {
      BigInteger p = BigInteger.ONE;
      while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){//第一出检查中断
       //第二次检查中断,put操作中 notFull.await();在等待操作中会检查线程是否中断
       queue.put(p = p.nextProbablePrime());
      }
    } catch (InterruptedException e) {
    System.out.println("进行中断的逻辑处理");
    }
      }
      public void cancel(){
      this.interrupt();
      }
    }       
    void consumePrimes() throws InterruptedException{
      //阻塞队列中只能存放5个对象
      BlockingQueue<BigInteger> primes = new ArrayBlockingQueue<BigInteger>(5);
      BrokenPrimePreducer producer = new BrokenPrimePreducer(primes);
      long start = System.currentTimeMillis();
        //开始执行线程,向队列中存放内容
      producer.start();
      long useTime = 0;
      try {
      while(needMorePrimes(useTime)){//是否需要更多的素数对象
           Thread.sleep(40);
            //这里取消消费者,让堵塞队列始终处于调用put的堵塞状态,这样就始终不会再对cancelled取消标志进行判断了,所以通过取消标志无法取消任务  
           //primes.take();    
          useTime = System.currentTimeMillis() - start;
      }
  }finally{
    producer.cancel();
    for (BigInteger bigInteger : primes) {
    System.out.println(bigInteger);
    }
  }
    }
    /**
     * 判断是否需要更多的素数
     * 方法开始5s后,不再需要素数
     * @return
     */
    boolean needMorePrimes(long useTime){
  return useTime < 5000 ?true :false;
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
      InterruptThread it = new InterruptThread();
      it.consumePrimes();
  }
}


三、通过future取消任务



单个任务的取消还能通过future来实现

future.cancel(boolean mayInterruptIfRunning)


参数mayInterruptIfRunning:

@param mayInterruptIfRunning <tt>true</tt> if the thread executing this
* task should be interrupted; otherwise, in-progress tasks are allowed
* to complete

如果为ture,就让执行中的任务立刻中断;如果为false,执行中任务会被执行完毕。

package com.thread;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
/**
 * 通过Future实现取消线程
 * @author hadoop
 *
 */
public class FutureCanceled {
  //固定大小的线程池,同时只能接受5个任务
  static  ExecutorService mExecutor = Executors.newFixedThreadPool(5);
    public static void timedRun(Runnable r,long timeout,TimeUnit unit) throws Throwable    {
      Future<?>  task = mExecutor.submit(r);
      try {
    task.get(timeout, unit);
  } catch (TimeoutException e) {
    System.out.println("处理超时异常");
  } catch (ExecutionException e) {
    System.out.println("处理执行异常");
    throw new Throwable(e.getCause());
  } finally{
    task.cancel(true);
  }
    }
}


四、通过停止基于线程的服务取消任务



     应用程序通常会创建拥有线程的服务,比如线程池。线程的拥有者就是创建线程的类。


所以线程池拥有它的工作者线程。如果需要中断这些线程,那么应该由线程池来负责。


    应用程序拥有服务,服务拥有工作者线程,而应用程序并不拥有工作者线程。因此应用程序不应该视图直接停止工作者线程。而是通过服务来管理线程。


    ExecutorService提供了shutdown和shutdownNow方法来关闭线程。

package com.thread;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
 * ShutDown关闭线程池测试
 * @author hadoop
 *
 */
public class ShutDownThreadPool {
  //固定大小的线程池,同时只能接受5个任务
  static  ExecutorService mExecutor = Executors.newFixedThreadPool(5);
  /*
   *  采用线程池开启多个子线程,主线程等待所有的子线程执行完毕
  */
  public static void moreThread() {
  try {
    int threadNum = 0;
    /**
    * 尽管线程池只能同时开启5个线程处理任务,但是10个任务已经放入处理队列中,尽管调用了shutdown方法,已放入的10个任务仍然会执行完成。
    * 但是调用了shutdown方法后,就不能再向线程池中添加新任务来了,否则会抛RejectedExecutionException异常
    */
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
    threadNum++;
    final int currentThreadNum = threadNum;
    mExecutor.execute(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
      try {
        System.out.println("子线程[" + currentThreadNum + "]开启");
        Thread.sleep(1000*10);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }finally{
        System.out.println("子线程[" + currentThreadNum + "]结束");
      }
      }
    });  
    }
    System.out.println("已经开启所有的子线程");
    mExecutor.shutdown();
    System.out.println("shutdown():启动一次顺序关闭,执行以前提交的任务,但不接受新任务。");
    int threadNum2 = 0;
    for (int i = 20; i < 30; i++) {
    threadNum2++;
    final int currentThreadNum = threadNum2;
    mExecutor.execute(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
      try {
        System.out.println("尝试再次添加任务:子线程[" + currentThreadNum + "]开启");
        Thread.sleep(1000*10);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }finally{
        System.out.println("子线程[" + currentThreadNum + "]结束");
      }
      }
    });  
    }
    /**
       * 只有执行了shutdown方法,执行isTerminated才有效。否则isTerminated一直为ture
       */
    while(true){
    if(mExecutor.isTerminated()){
      System.out.println("所有的子线程都结束了!");
      break;
    }
    Thread.sleep(1000);  
    }
  } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
  }finally{
    System.out.println("主线程结束");
  }
  }
  public static void main(String[] args) {
  moreThread();
  }
}
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