详解Java多线程编程中线程的启动、中断或终止操作

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在Java中start和tun方法可用被用来启动线程,而用interrupt方法来中断或终止线程,以下我们就来详解Java多线程编程中线程的启动、中断或终止操作

线程启动:

1.start() 和 run()的区别说明start() : 它的作用是启动一个新线程,新线程会执行相应的run()方法。start()不能被重复调用。
run() : run()就和普通的成员方法一样,可以被重复调用。单独调用run()的话,会在当前线程中执行run(),而并不会启动新线程!
下面以代码来进行说明。

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123456class MyThread ``extends Thread{``  ``public void run(){``    ``...``  ``}``};`` MyThread mythread = ``new MyThread();

mythread.start()会启动一个新线程,并在新线程中运行run()方法。
而mythread.run()则会直接在当前线程中运行run()方法,并不会启动一个新线程来运行run()。

2.start() 和 run()的区别示例
下面,通过一个简单示例演示它们之间的区别。源码如下:

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12345678910111213141516171819202122// Demo.java 的源码``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();``  ``}``}

运行结果:

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1234main call mythread.run()``main is running``main call mythread.start()``mythread is running

结果说明:
(1) Thread.currentThread().getName()是用于获取“当前线程”的名字。当前线程是指正在cpu中调度执行的线程。
(2) mythread.run()是在“主线程main”中调用的,该run()方法直接运行在“主线程main”上。
(3) mythread.start()会启动“线程mythread”,“线程mythread”启动之后,会调用run()方法;此时的run()方法是运行在“线程mythread”上。

线程的中断和终止

一、线程中断:interrupt()
interrupt()的作用是中断本线程。
本线程中断自己是被允许的;其它线程调用本线程的interrupt()方法时,会通过checkAccess()检查权限。这有可能抛出SecurityException异常。
如果本线程是处于阻塞状态:调用线程的wait(), wait(long)或wait(long, int)会让它进入等待(阻塞)状态,或者调用线程的join(), join(long), join(long, int), sleep(long), sleep(long, int)也会让它进入阻塞状态。若线程在阻塞状态时,调用了它的interrupt()方法,那么它的“中断状态”会被清除并且会收到一个InterruptedException异常。例如,线程通过wait()进入阻塞状态,此时通过interrupt()中断该线程;调用interrupt()会立即将线程的中断标记设为“true”,但是由于线程处于阻塞状态,所以该“中断标记”会立即被清除为“false”,同时,会产生一个InterruptedException的异常。
如果线程被阻塞在一个Selector选择器中,那么通过interrupt()中断它时;线程的中断标记会被设置为true,并且它会立即从选择操作中返回。
如果不属于前面所说的情况,那么通过interrupt()中断线程时,它的中断标记会被设置为“true”。
中断一个“已终止的线程”不会产生任何操作。

二、线程终止
Thread中的stop()和suspend()方法,由于固有的不安全性,已经建议不再使用!
下面,我先分别讨论线程在“阻塞状态”和“运行状态”的终止方式,然后再总结出一个通用的方式。
1. 终止处于“阻塞状态”的线程
通常,我们通过“中断”方式终止处于“阻塞状态”的线程。
当线程由于被调用了sleep(), wait(), join()等方法而进入阻塞状态;若此时调用线程的interrupt()将线程的中断标记设为true。由于处于阻塞状态,中断标记会被清除,同时产生一个InterruptedException异常。将InterruptedException放在适当的为止就能终止线程,形式如下:

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12345678910@Override``public void run() {``  ``try {``    ``while (``true``) {``      ``// 执行任务...``    ``}``  `` } ``catch (InterruptedException ie) {``    ``// 由于产生InterruptedException异常,退出while(true)循环,线程终止!``  ``}``}

说明:在while(true)中不断的执行任务,当线程处于阻塞状态时,调用线程的interrupt()产生InterruptedException中断。中断的捕获在while(true)之外,这样就退出了while(true)循环!
注意:对InterruptedException的捕获务一般放在while(true)循环体的外面,这样,在产生异常时就退出了while(true)循环。否则,InterruptedException在while(true)循环体之内,就需要额外的添加退出处理。形式如下:

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123456789101112@Override``public void run() {``  ``while (``true``) {``    ``try {``      ``// 执行任务...``    `` } ``catch (InterruptedException ie) {``      ``// InterruptedException在while(true)循环体内。``      ``// 当线程产生了InterruptedException异常时,while(true)仍能继续运行!需要手动退出``      ``break``;``    ``}``  ``}``}

说明:上面的InterruptedException异常的捕获在whle(true)之内。当产生InterruptedException异常时,被catch处理之外,仍然在while(true)循环体内;要退出while(true)循环体,需要额外的执行退出while(true)的操作。
2. 终止处于“运行状态”的线程
通常,我们通过“标记”方式终止处于“运行状态”的线程。其中,包括“中断标记”和“额外添加标记”。
(1) 通过“中断标记”终止线程。
形式如下:

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123456@Override``public void run() {``  ``while (!isInterrupted()) {``    ``// 执行任务...``  ``}``}

说明:isInterrupted()是判断线程的中断标记是不是为true。当线程处于运行状态,并且我们需要终止它时;可以调用线程的interrupt()方法,使用线程的中断标记为true,即isInterrupted()会返回true。此时,就会退出while循环。
注意:interrupt()并不会终止处于“运行状态”的线程!它会将线程的中断标记设为true。
(2) 通过“额外添加标记”。
形式如下:

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1234567891011private volatile boolean flag= ``true``;``protected void stopTask() {``  `` flag = ``false``;``}``@Override``public void run() {``  ``while (flag) {``    ``// 执行任务...``  ``}``}

说明:线程中有一个flag标记,它的默认值是true;并且我们提供stopTask()来设置flag标记。当我们需要终止该线程时,调用该线程的stopTask()方法就可以让线程退出while循环。
注意:将flag定义为volatile类型,是为了保证flag的可见性。即其它线程通过stopTask()修改了flag之后,本线程能看到修改后的flag的值。
综合线程处于“阻塞状态”和“运行状态”的终止方式,比较通用的终止线程的形式如下:

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1234567891011@Override``public void run() {``  ``try {``    ``// 1. isInterrupted()保证,只要中断标记为true就终止线程。``    ``while (!isInterrupted()) {``      ``// 执行任务...``    ``}``  `` } ``catch (InterruptedException ie) {``    ``// 2. InterruptedException异常保证,当InterruptedException异常产生时,线程被终止。``  ``}``}

3. 终止线程的示例
interrupt()常常被用来终止“阻塞状态”线程。参考下面示例:

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123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445// Demo1.java的源码``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“线程t1”``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is new."``);``      `` t1.start();           ``// 启动“线程t1”``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is started."``);``      ``// 主线程休眠300ms,然后主线程给t1发“中断”指令。``      ``Thread.sleep(``300``);``      ``t1.interrupt();``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is interrupted."``);``      ``// 主线程休眠300ms,然后查看t1的状态。``      ``Thread.sleep(``300``);``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is interrupted now."``);``    `` } ``catch (InterruptedException e) {``      ``e.printStackTrace();``    ``}``  ``}``}

运行结果:

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1234567t1 (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.

结果说明:
(1) 主线程main中通过new MyThread("t1")创建线程t1,之后通过t1.start()启动线程t1。
(2) t1启动之后,会不断的检查它的中断标记,如果中断标记为“false”;则休眠100ms。
(3) t1休眠之后,会切换到主线程main;主线程再次运行时,会执行t1.interrupt()中断线程t1。t1收到中断指令之后,会将t1的中断标记设置“false”,而且会抛出InterruptedException异常。在t1的run()方法中,是在循环体while之外捕获的异常;因此循环被终止。
我们对上面的结果进行小小的修改,将run()方法中捕获InterruptedException异常的代码块移到while循环体内。

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123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445// Demo2.java的源码``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“线程t1”``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is new."``);``      `` t1.start();           ``// 启动“线程t1”``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is started."``);``      ``// 主线程休眠300ms,然后主线程给t1发“中断”指令。``      ``Thread.sleep(``300``);``      ``t1.interrupt();``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is interrupted."``);``      ``// 主线程休眠300ms,然后查看t1的状态。``      ``Thread.sleep(``300``);``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is interrupted now."``);``    `` } ``catch (InterruptedException e) {``      ``e.printStackTrace();``    ``}``  ``}``}

运行结果:

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123456789101112131415t1 (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``...

结果说明:
程序进入了死循环!
为什么会这样呢?这是因为,t1在“等待(阻塞)状态”时,被interrupt()中断;此时,会清除中断标记[即isInterrupted()会返回false],而且会抛出InterruptedException异常[该异常在while循环体内被捕获]。因此,t1理所当然的会进入死循环了。
解决该问题,需要我们在捕获异常时,额外的进行退出while循环的处理。例如,在MyThread的catch(InterruptedException)中添加break 或 return就能解决该问题。
下面是通过“额外添加标记”的方式终止“状态状态”的线程的示例:

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12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152// Demo3.java的源码``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“线程t1”``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is new."``);``      `` t1.start();           ``// 启动“线程t1”``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is started."``);``      ``// 主线程休眠300ms,然后主线程给t1发“中断”指令。``      ``Thread.sleep(``300``);``      ``t1.stopTask();``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is interrupted."``);``      ``// 主线程休眠300ms,然后查看t1的状态。``      ``Thread.sleep(``300``);``      ``System.out.println(t1.getName() +``" ("``+t1.getState()+``") is interrupted now."``);``    `` } ``catch (InterruptedException e) {``      ``e.printStackTrace();``    ``}``  ``}``}

运行结果:

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1234567t1 (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.