别让线程中断成为噩梦：Java优雅中断实战攻略

1. 程序案例

public class ThreadInterruptDemo implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        long counter = 0;
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            counter++;
            // 模拟耗时操作
            if (counter % 1000000 == 0) {
                System.out.println("Counter: " + counter);
            }
        }
        System.out.println("Thread was interrupted.");
    }
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(new ThreadInterruptDemo());
        thread.start();
        // 给线程一些时间来执行操作
        Thread.sleep(2000);
        // 中断线程
        thread.interrupt();
    }
}

在这个简单的示例中，我们创建了一个ThreadInterruptDemo类，它实现了Runnable接口。在它的run方法中，我们使用了一个长时间运行的循环，通过Thread.currentThread().isInterrupted()来检查线程是否被中断。在主方法main中，我们启动了这个线程，然后休眠两秒钟后调用interrupt()方法来中断线程。 在我们的程序案例中，使用interrupt()方法来请求线程的中断是一种推荐的做法。然而，仍有一些常见错误方法尝试中断线程：

• 使用废弃的stop()方法：这个方法自JDK 1.2起就被废弃了，因为它不安全。stop()方法会强制线程立即终止，而不会完成所有清理工作，可能导致共享变量处于不一致的状态，或者锁定资源不被释放等问题。
• 立即设置为null：有些开发者尝试通过将线程对象设置为null来停止线程。这实际上并不能停止线程的执行，只是使应用程序丢失了对线程的引用。
• 直接调用destroy()方法：Java中的Thread类提供了destroy()方法，但这个方法自从引入以来就未被实现，在任何情况下调用它都将抛出NoSuchMethodError异常。

正确地中断线程涉及到线程协同，线程应当检测到中断请求，并安全地、优雅地完成当前工作后停止运行。interrupt()方法不会立即终止一个线程，而是设置了一个标志，线程需要检测并响应这个中断信号。

2. 问题分析

线程中断是Java多线程编程中的一个重要概念。正确理解和处理线程中断，对于编写响应良好、容错性高的并发程序至关重要。在本部分，我们将探讨线程中断的标准机制以及在实践中需要注意的问题。

2.1 线程中断的标准机制

Java提供了一套机制来协调线程之间的中断操作。每个线程对象都有一个内部的中断状态标志。调用线程的interrupt()方法将会设置这个标志。线程可以通过调用静态方法Thread.interrupted()或实例方法Thread.isInterrupted()来检查自己是否被中断。 需要注意的是，如果线程在调用wait(), join()或sleep()方法时被中断，这些方法会抛出InterruptedException，同时清除中断状态。因此，如果线程需要持续响应中断（即再次中断），那么它必须在捕获异常后重新设置中断状态。

2.2 线程中断的常见问题

• 忽略中断异常： 开发者有时候会捕捉到InterruptedException后，仅仅打印异常信息，而没有正确处理中断。这使得线程不能正确响应中断，可能导致程序挂起或终止。
• 错误地停止线程： 正如上一章节中提到的，使用stop()或尝试将线程置为null等行为并不能正确地中断线程。这些方法过去常用于立即停止线程，但现在已经被证实不仅无效，而且会引发安全性问题。
• 线程死锁的风险： 线程在持有锁时被中断，如果没有正确处理InterruptedException，那么它可能在释放锁之前就结束了运行。这将导致其他线程无法获得该锁，进而可能引起死锁。

2.3 总结：

对中断异常的处理不应仅仅是记录错误日志，它应当妥善地重新设置中断标志，或者根据程序的逻辑需要，采取适当的行动。在多线程编程中，理解如何正确响应中断是编写健壯、响应灵敏的Java应用程序的关键所在。

3. 问题解决

在多线程程序中，正确地中断线程是确保程序健壮性和响应性的关键一步。本章节将提供一系列解决方案和代码示例，用于指导如何优雅地中断和管理线程。

3.1 正确使用interrupt()和检查中断状态

如何响应interrupt()是线程应该考虑的问题。通常情况下，线程应当定期检查中断状态，并根据状态来决策是否继续执行或是优雅终止。

   public void run() {
       while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
           // ... 执行任务
       }
       // 被中断后的清理代码
       // ... 清理代码
   }

在循环执行任务时，我们检查中断状态。如果线程被中断，它会跳出循环，并执行清理工作。

3.2 响应中断并优雅退出

当线程检测到中断信号时，如何优雅地退出是非常重要的。通常情况下，这涉及到捕获InterruptedException，并在之后重新设置中断状态以及执行必要的清理工作。

   public void run() {
       try {
           while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
               // ... 执行可能抛出InterruptedException的阻塞操作
           }
       } catch (InterruptedException e) {
           // 捕获到异常后，重新设置中断状态
           Thread.currentThread().interrupt();
           // ... 进行资源释放和清理工作
       }
   }

3.3 通过volatile标志来控制线程

另一种方法是使用volatile关键字声明一个标志变量来控制线程。这使得该标志变量对所有线程立即可见，并且可以确保线程的安全终止。

   public class ControlledThread implements Runnable {
       private volatile boolean exit = false;

       public void run() {
           while (!exit) {
               // ... 执行任务
           }
           // ... 清理代码
       }

       public void stop() {
           exit = true;
       }
   }

在这个例子中，当我们调用stop()方法时，exit标志会被设置为true，线程会安全地停止执行。

3.4 避免和解决线程死锁

当设计并发程序时，要仔细考虑资源的分配和同步，确保不会因为不当的线程中断处理导致死锁。 通常要确保在发生中断时，所有的锁都能被正确释放。某些情况下，我们可以使用try...finally块来保证在线程退出前资源会被释放：

   public void run() {
       try {
           while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
               // ... 尝试获取并使用资源
           }
       } catch (InterruptedException e) {
           // ... 处理中断
       } finally {
           // 确保所有锁被释放
           // ... 释放资源
       }
   }