Java 中断异常的正确处理方式(一)

简介: 这个故事可能很熟悉:你正在写一个测试程序,你需要暂停某个线程一段时间,所以你调用 Thread.sleep()。然后编译器或 IDE 就会抱怨说 InterruptedException 没有抛出声明或捕获。什么是 InterruptedException,你为什么要处理它?最常见的响应 InterruptedException 做法是吞下它 - 捕获它并且什么也不做(或者记录它,也没好多少) - 正如我们将在清单4中看到的那样。不幸的是,这种方法抛弃了关于中断发生的重要信息,这可能会损害应用程序取消活动或响应及时关闭的能力。

处理InterruptedException


这个故事可能很熟悉:你正在写一个测试程序,你需要暂停某个线程一段时间,所以你调用 Thread.sleep()。然后编译器或 IDE 就会抱怨说 InterruptedException 没有抛出声明或捕获。什么是 InterruptedException,你为什么要处理它?

最常见的响应 InterruptedException 做法是吞下它 - 捕获它并且什么也不做(或者记录它,也没好多少) - 正如我们将在清单4中看到的那样。不幸的是,这种方法抛弃了关于中断发生的重要信息,这可能会损害应用程序取消活动或响应及时关闭的能力。


阻塞方法

当一个方法抛出 InterruptedException 时,意味着几件事情: 除了它可以抛出一个特定的检查异常, 它还告诉你它是一种阻塞方法,它会尝试解除阻塞并提前返回。


阻塞方法不同于仅需要很长时间才能运行完成的普通方法。普通方法的完成仅取决于你要求它做多少事以及是否有足够的计算资源(CPU周期和内存)。另一方面,阻塞方法的完成还取决于某些外部事件,例如计时器到期,I/O 完成或另一个线程的操作(释放锁,设置标志或放置任务到工作队列)。普通方法可以在完成工作后立即结束,但阻塞方法不太好预测,因为它们依赖于外部事件。


因为如果他们正在等待永远不会在事件,发生堵塞的方法有可能永远不结束,常用在阻塞可取消的操作。对于长时间运行的非阻塞方法,通常也是可以取消的。可取消操作是可以在通常自行完成之前从外部强制移动到完成状态的操作。 Thread提供的Thread.sleep() 和 Object.wait() 方法中断机制是一种取消线程继续阻塞的机制; 它允许一个线程请求另一个线程提前停止它正在做的事情。当一个方法抛出时

InterruptedException,它告诉你如果执行方法的线程被中断,它将尝试停止它正在做的事情提前返回, 并通过抛出 InterruptedException 表明它的提早返回。表现良好的阻塞库方法应该响应中断并抛出 InterruptedException 异常, 以便它们可以应用在可取消的活动中而不会妨碍程序的响应性。


线程中断

每个线程都有一个与之关联的布尔属性,表示其中断状态。中断状态最初为假; 当某个线程被其他线程通过调用中断 Thread.interrupt() 时, 会发生以下两种情况之一: 如果该线程正在执行低级别的中断阻塞方法 Thread.sleep(),Thread.join()或 Object.wait()等,它取消阻塞并抛出 InterruptedException。除此以外,interrupt() 仅设置线程的中断状态。在中断的线程中运行的代码可以稍后轮询中断的状态以查看是否已经请求停止它正在做的事情; 中断状态可以通过 Thread.isInterrupted() 读取,并且可以在命名不佳的单个操作Thread.interrupted()中读取和清除 。


中断是一种合作机制。当一个线程中断另一个线程时,被中断的线程不一定会立即停止它正在做的事情。相反,中断是一种礼貌地要求另一个线程在方便的时候停止它正在做什么的方式。有些方法,比如Thread.sleep()认真对待这个请求,但方法不一定要注意中断请求。不阻塞但仍可能需要很长时间才能执行完成的方法可以通过轮询中断状态来尊重中断请求,并在中断时提前返回。你可以自由地忽略中断请求,但这样做可能会影响响应速度。


中断的合作性质的一个好处是它为安全地构建可取消的活动提供了更大的灵活性。我们很少想立即停止活动; 如果活动在更新期间被取消,程序数据结构可能会处于不一致状态。中断允许可取消活动清理正在进行的任何工作,恢复不变量,通知其他活动取消事件,然后终止。


处理InterruptedException

如果 throw InterruptedException 意味着这个方法是一个阻塞方法,那么调用一个阻塞方法意味着你的方法也是一个阻塞方法,你应该有一个策略来处理 InterruptedException。通常最简单的策略是你自己也抛出 InterruptedException 异常,如清单1 中的 putTask() 和 getTask() 方法所示。这样做会使你的方法响应中断,并且通常只需要添加 InterruptedException 到 throws 子句。

清单1.通过不捕获它来向调用者传播InterruptedException

public class TaskQueue {
    private static final int MAX_TASKS = 1000;
    private BlockingQueue<Task> queue 
        = new LinkedBlockingQueue<Task>(MAX_TASKS);
    public void putTask(Task r) throws InterruptedException { 
        queue.put(r);
    }
    public Task getTask() throws InterruptedException { 
        return queue.take();
    }
}


有时在传播异常之前需要进行一些清理。在这种情况下,你可以捕获 InterruptedException,执行清理,然后重新抛出异常。清单2是一种用于匹配在线游戏服务中的玩家的机制,说明了这种技术。该 matchPlayers() 方法等待两个玩家到达然后开始新游戏。如果在一个玩家到达之后但在第二个玩家到达之前它被中断,则在重新投掷之前将该玩家放回队列 InterruptedException,以便玩家的游戏请求不会丢失。

清单2.在重新抛出 InterruptedException 之前执行特定于任务的清理

public class PlayerMatcher {
    private PlayerSource players;
    public PlayerMatcher(PlayerSource players) { 
        this.players = players; 
    }
    public void matchPlayers() <strong>throws InterruptedException</strong> { 
        Player playerOne, playerTwo;
         try {
             while (true) {
                 playerOne = playerTwo = null;
                 // 等待两个玩家到来以便开始游戏
                 playerOne = players.waitForPlayer(); // 会抛出中断异常
                 playerTwo = players.waitForPlayer(); // 会抛出中断异常
                 startNewGame(playerOne, playerTwo);
             }
         }
         catch (InterruptedException e) {  
             // 如一个玩家中断了, 将这个玩家放回队列
             if (playerOne != null)
                 players.addFirst(playerOne);
             // 然后传播异常
             throw e;
         }
    }
}
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