LockSupport与线程中断

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什么是中断?

首先 一个线程不应该由其他线程来强制中断或停止,而是应该由线程自己自行停止。 所以,Thread.stop, Thread.suspend, Thread.resume 都已经被废弃了。

其次 在Java中没有办法立即停止一条线程,然而停止线程却显得尤为重要,如取消一个耗时操作。 因此,Java提供了一种用于停止线程的机制——中断。

中断只是一种协作机制,Java没有给中断增加任何语法,中断的过程完全需要程序员自己实现。 若要中断一个线程,你需要手动调用该线程的interrupt方法,该方法也仅仅是将线程对象的中断标识设成true; 接着你需要自己写代码不断地检测当前线程的标识位,如果为true,表示别的线程要求这条线程中断, 此时究竟该做什么需要你自己写代码实现。

每个线程对象中都有一个标识,用于表示线程是否被中断;该标识位为true表示中断,为false表示未中断; 通过调用线程对象的interrupt方法将该线程的标识位设为true;可以在别的线程中调用,也可以在自己的线程中调用。

中断的相关API方法

图像.jpg

public void interrupt()实例方法,实例方法interrupt()仅仅是设置线程的中断状态为true,不会停止线程
public static boolean interrupted()静态方法,Thread.interrupted();判断线程是否被中断,并清除当前中断状态。这个方法做了两件事:1 返回当前线程的中断状态,2 将当前线程的中断状态设为false。这个方法有点不好理解,因为连续调用两次的结果可能不一样。
public boolean isInterrupted()实例方法,判断当前线程是否被中断(通过检查中断标志位)

如何使用中断标识停止线程

  1. 通过一个volatile变量实现
package com.atguigu.juc.senior.test;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class InterruptDemo
{
private static volatile boolean isStop = false;

public static void main(String[] args)
{
    new Thread(() -> {
        while(true)
        {
            if(isStop)
            {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程------isStop = true,自己退出了");
                break;
            }
            System.out.println("-------hello interrupt");
        }
    },"t1").start();

    //暂停几秒钟线程
    try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
    isStop = true;
}

}

volatile变量具有线程可见性,所以在主线程中isStop被修改为true的时候子线程能够看到,进而触发条件跳出循环。

  1. 通过AtomicBoolean
package com.zzyy.study.test;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

public class StopThreadDemo
{
    private final static AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(true);

    public static void main(String[] args)
    {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while(atomicBoolean.get())
            {
                try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                System.out.println("-----hello");
            }
        }, "t1");
        t1.start();

        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

        atomicBoolean.set(false);
    }
}
  1. 通过Thread类自带的中断api方法实现
package com.atguigu.itdachang;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class InterruptDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while(true)
            {
                if(Thread.currentThread().isInterrupted())
                {
                    System.out.println("-----t1 线程被中断了,break,程序结束");
                    break;
                }
                System.out.println("-----hello");
            }
        }, "t1");
        t1.start();

        System.out.println("**************"+t1.isInterrupted());
        //暂停5毫秒
        try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(5); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        t1.interrupt();
        System.out.println("**************"+t1.isInterrupted());
    }
}

通过调用t1.interrupt()使isInterrupted()返回true,然后跳出循环。

当线程的中断标识设置为true后,线程会立刻停止吗?

具体来说,当对一个线程,调用 interrupt() 时:

① 如果线程处于正常活动状态,那么会将该线程的中断标志设置为 true,仅此而已。 被设置中断标志的线程将继续正常运行,不受影响。所以, interrupt() 并不能真正的中断线程,需要被调用的线程自己进行配合才行。

② 如果线程处于被阻塞状态(例如处于sleep, wait, join 等状态),在别的线程中调用当前线程对象的interrupt方法, 那么线程将立即退出被阻塞状态,并抛出一个InterruptedException异常。

总结:中断只是一种协同机制,修改中断标识位仅此而已,不是立刻打断。

什么是LockSupport?

LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。 LockSupport中的park() 和 unpark() 的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程。

在LockSupport之前有两种让线程等待和唤醒的方法。

方式1:使用Object中的wait()方法让线程等待,使用Object中的notify()方法唤醒线程。

package com.atguigu.juc.prepare;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

 * 要求:t1线程等待3秒钟,3秒钟后t2线程唤醒t1线程继续工作
 *
 * 1 正常程序演示
 *
 */
public class LockSupportDemo
{
    public static void main(String[] args)//main方法,主线程一切程序入口
    {
        Object objectLock = new Object(); //同一把锁,类似资源类

        new Thread(() -> {
            synchronized (objectLock) {
                try {
                    objectLock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"被唤醒了");
        },"t1").start();

        //暂停几秒钟线程
        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3L); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

        new Thread(() -> {
            synchronized (objectLock) {
                objectLock.notify();
            }
        },"t2").start();
    }
}

该方式存在的问题

1.wait和notify方法必须要在同步块或者方法里面,且成对出现使用。

2.必须先使用wait再使用notify。

方式2:使用JUC包中Condition的await()方法让线程等待,使用signal()方法唤醒线程。

package com.atguigu.juc.prepare;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockSupportDemo2
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Lock lock = new ReentrantLock();
        Condition condition = lock.newCondition();

        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try
            {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"start");
                condition.await();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"被唤醒");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        },"t1").start();

        //暂停几秒钟线程
        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3L); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try
            {
                condition.signal();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"通知了");
        },"t2").start();

    }
}

该方式存在的问题

1.Condtion中的线程等待和唤醒方法之前,需要先获取锁。

2.必须先使用await再使用signal。

使用LockSupport实现线程等待和唤醒

LockSupport通过park()和unpark(thread)来实现阻塞和唤醒线程的操作,使用了一种名为Permit(许可)的概念来做到阻塞和唤醒线程的功能, 每个线程都有一个许可(permit), permit只有两个值1和零,默认是零。 可以把许可看成是一种(0,1)信号量(Semaphore),但与 Semaphore 不同的是,许可的累加上限是1。

package com.atguigu.juc.prepare;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.LockSupport;

public class LockSupportDemo3
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //正常使用+不需要锁块
Thread t1 = new Thread(() -> {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+"1111111111111");
    LockSupport.park();
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+"2222222222222------end被唤醒");
},"t1");
t1.start();

//暂停几秒钟线程
try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

LockSupport.unpark(t1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"   -----LockSupport.unparrk() invoked over");

    }
}

优点

1.park()和unpark()不需要放在锁块(sync/lock)中

2.支持先唤醒后等待,也就是unpark()在park()前执行,因为调用unpark(thread)方法后,就会将thread线程的许可permit设置成1(注意多次调用unpark方法,不会累加,permit值还是1)会自动唤醒thread线程,阻塞中的LockSupport.park()方法会立即返回。

package com.zzyy.study.test;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.LockSupport;

public class T1
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+System.currentTimeMillis());
            LockSupport.park();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+System.currentTimeMillis()+"---被叫醒");
        },"t1");
        t1.start();

        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

        LockSupport.unpark(t1);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+System.currentTimeMillis()+"---unpark over");
    }
}

因为许可permit的上限为1,所以如果在同一个线程中连续多次调用unpark()去解锁另一个线程,也相当于只调用了一次,也就是说如果a线程中调用了两次park(),b线程中使用了两次unpark(a),a线程依然会阻塞。想要解锁则需另开一个c线程,再在c线程中调用unpark(a)。