如何优雅地停止一个线程?

2019-09-02   阅读(308)  

线程终止有两种情况:

1、线程的任务执行完成

2、线程在执行任务过程中发生异常

 

这两者属于线程自行终止,如何让线程 A 把线程 B 终止呢?

Java 中 Thread 类有一个 stop() 方法,可以终止线程,不过这个方法会让线程直接终止,在执行的任务立即终止,未执行的任务无法反馈,所以 stop() 方法已经不建议使用。

 

既然 stop() 方法如此粗暴,不建议使用,我们如何优雅地结束线程呢?

线程只有从 runnable 状态(可运行/运行状态) 才能进入terminated 状态(终止状态),如果线程处于 blocked、waiting、timed_waiting 状态(休眠状态),就需要通过 Thread 类的 interrupt()  方法,让线程从休眠状态进入 runnable 状态,从而结束线程。

 

当线程进入 runnable 状态之后,通过设置一个标识位,线程在合适的时机,检查该标识位,发现符合终止条件,自动退出 run () 方法,线程终止。

 

如我们模拟一个系统监控任务线程,代码如下

package constxiong.concurrency.a007;

/**
 * 模拟系统监控
 * @author ConstXiong
 */
public class TestSystemMonitor {
	
	public static void main(String[] args) {
		testSystemMonitor();//测试系统监控器
	}
	
	/**
	 * 测试系统监控器
	 */
	public static void testSystemMonitor() {
		SystemMonitor sm = new SystemMonitor();
		sm.start();
		try {
			//运行 10 秒后停止监控
			Thread.sleep(10 * 1000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("监控任务启动 10 秒后,停止...");
		sm.stop();
	}
	
}

/**
 * 系统监控器
 * @author ConstXiong
 */
class SystemMonitor {
	
	private Thread t;
	
	/**
	 * 启动一个线程监控系统
	 */
	void start() {
		t = new Thread(() -> {
			while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {//判断当前线程是否被打断
				System.out.println("正在监控系统...");
				try {
					Thread.sleep(3 * 1000L);//执行 3 秒
					System.out.println("任务执行 3 秒");
					System.out.println("监控的系统正常!");
				} catch (InterruptedException e) {
					System.out.println("任务执行被中断...");
				}
			}
		});
		t.start();
	}

	void stop() {
		t.interrupt();
	}
}

执行结果 

正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
监控任务启动 10 秒后,停止...
任务执行被中断...
正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
.
.
.

 

从代码和执行结果我们可以看出,系统监控器 start() 方法会创建一个线程执行监控系统的任务,每个任务查询系统情况需要 3 秒钟,在监控 10 秒钟后,主线程向监控器发出停止指令。

但是结果却不是我们期待的,10 秒后并没有终止了监控器,任务还在执行

 

原因在于,t.interrupt() 方法让处在休眠状态的语句 Thread.sleep(3 * 1000L); 抛出异常,同时被捕获,此时 JVM 的异常处理会清除线程的中断状态,导致任务一直在执行。

 

处理办法是,在捕获异常后,继续重新设置中断状态,代码如下

package constxiong.concurrency.a007;

/**
 * 模拟系统监控
 * @author ConstXiong
 */
public class TestSystemMonitor {
	
	public static void main(String[] args) {
		testSystemMonitor();//测试系统监控器
	}
	
	/**
	 * 测试系统监控器
	 */
	public static void testSystemMonitor() {
		SystemMonitor sm = new SystemMonitor();
		sm.start();
		try {
			//运行 10 秒后停止监控
			Thread.sleep(10 * 1000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("监控任务启动 10 秒后,停止...");
		sm.stop();
	}
	
}

/**
 * 系统监控器
 * @author ConstXiong
 */
class SystemMonitor {
	
	private Thread t;
	
	/**
	 * 启动一个线程监控系统
	 */
	void start() {
		t = new Thread(() -> {
			while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {//判断当前线程是否被打断
				System.out.println("正在监控系统...");
				try {
					Thread.sleep(3 * 1000L);//执行 3 秒
					System.out.println("任务执行 3 秒");
					System.out.println("监控的系统正常!");
				} catch (InterruptedException e) {
					System.out.println("任务执行被中断...");
					Thread.currentThread().interrupt();//重新设置线程为中断状态
				}
			}
		});
		t.start();
	}

	void stop() {
		t.interrupt();
	}
}

执行结果如预期

正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
监控任务启动 10 秒后,停止...
任务执行被中断...

 

到这里还没有结束,我们用 Thread.sleep(3 * 1000L); 去模拟任务的执行,在实际情况中,一般是调用其他服务的代码,如果出现其他异常情况没有成功设置线程的中断状态,线程将一直执行下去,显然风险很高。所以,需要用一个线程终止的标识来代替 Thread.currentThread().isInterrupted()。

修改代码如下

package constxiong.concurrency.a007;

/**
 * 模拟系统监控
 * @author ConstXiong
 */
public class TestSystemMonitor {
	
	public static void main(String[] args) {
		testSystemMonitor();//测试系统监控器
	}
	
	/**
	 * 测试系统监控器
	 */
	public static void testSystemMonitor() {
		SystemMonitor sm = new SystemMonitor();
		sm.start();
		try {
			//运行 10 秒后停止监控
			Thread.sleep(10 * 1000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("监控任务启动 10 秒后,停止...");
		sm.stop();
	}
	
}

/**
 * 系统监控器
 * @author ConstXiong
 */
class SystemMonitor {
	
	private Thread t;
	
	private volatile boolean stop = false;
	
	/**
	 * 启动一个线程监控系统
	 */
	void start() {
		t = new Thread(() -> {
			while (!stop) {//判断当前线程是否被打断
				System.out.println("正在监控系统...");
				try {
					Thread.sleep(3 * 1000L);//执行 3 秒
					System.out.println("任务执行 3 秒");
					System.out.println("监控的系统正常!");
				} catch (InterruptedException e) {
					System.out.println("任务执行被中断...");
					Thread.currentThread().interrupt();//重新设置线程为中断状态
				}
			}
		});
		t.start();
	}

	void stop() {
		stop = true;
		t.interrupt();
	}
}

执行结果

正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
任务执行 3 秒
监控的系统正常!
正在监控系统...
监控任务启动 10 秒后,停止...
任务执行被中断...

到这里基本算是优雅地让线程终止了。

 

使用 volatile 修饰 stop 变量有必要吗?作用是什么?

线程只能通过 runnable 状态到 terminated 状态,那线程状态是如何变化的呢?

我们后续继续实践。

 

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