Java并发(九)----线程join、interrupt

1、join 方法详解1.1 为什么需要 join？

下面的代码执行，打印 r 是什么？

static int r = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  test1();}private static void test1() throws InterruptedException {  log.debug("开始");  Thread t1 = new Thread(() -> {    log.debug("开始");    sleep(1);    log.debug("结束");    r = 10;   });  t1.start();  log.debug("结果为:{}", r);  log.debug("结束");}

分析

(资料图)

因为主线程和线程 t1 是并行执行的，t1 线程需要 1 秒之后才能算出 r=10

而主线程一开始就要打印 r 的结果，所以只能打印出 r=0

解决方法

用主线程sleep 行不行？为什么？这种方式不推荐，因为不清楚t1线程执行具体的时间

用 join，加在 t1.start()之后即可，主线程执行到t1.join()时会等待t1线程结束

1.2 等待单个结果

以调用方角度来讲，如果

需要等待结果返回，才能继续运行就是同步

不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步

1.2 等待多个结果

问，下面代码 cost 大约多少秒？

static int r1 = 0;static int r2 = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  test2();}private static void test2() throws InterruptedException {  Thread t1 = new Thread(() -> {    sleep(1);    r1 = 10;   });  Thread t2 = new Thread(() -> {    sleep(2);    r2 = 20;   });  long start = System.currentTimeMillis();  t1.start();  t2.start();  t1.join();  t2.join();  long end = System.currentTimeMillis();  log.debug("r1: {} r2: {} cost: {}", r1, r2, end - start);}

分析如下

第一个 join：等待 t1 时, t2 并没有停止, 而在运行

第二个 join：1s 后, 执行到此, t2 也运行了 1s, 因此也只需再等待 1s

如果颠倒两个 join 呢？

最终都是输出

20:45:43.239 [main] c.TestJoin - r1: 10 r2: 20 cost: 2005

1.3 有时效的 join

等够时间

static int r1 = 0;static int r2 = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  test3();}public static void test3() throws InterruptedException {  Thread t1 = new Thread(() -> {    sleep(1);    r1 = 10;   });  long start = System.currentTimeMillis();  t1.start();  // 线程执行结束会导致 join 结束  t1.join(1500);  long end = System.currentTimeMillis();  log.debug("r1: {} r2: {} cost: {}", r1, r2, end - start);}

输出

20:48:01.320 [main] c.TestJoin - r1: 10 r2: 0 cost: 1010

没等够时间

static int r1 = 0;static int r2 = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  test3();}public static void test3() throws InterruptedException {  Thread t1 = new Thread(() -> {    sleep(2);    r1 = 10;   });  long start = System.currentTimeMillis();  t1.start();  // 线程执行结束会导致 join 结束  t1.join(1500);  long end = System.currentTimeMillis();  log.debug("r1: {} r2: {} cost: {}", r1, r2, end - start);}

输出

20:52:15.623 [main] c.TestJoin - r1: 0 r2: 0 cost: 1502

2、interrupt 方法详解

其主要作用是打断 sleep，wait，join 的线程

这几个方法都会让线程进入阻塞状态

打断 sleep 的线程, 会清空打断状态，以 sleep 为例

private static void test1() throws InterruptedException {  Thread t1 = new Thread(()->{    sleep(1);    }, "t1");  t1.start();  sleep(0.5);  t1.interrupt();  log.debug(" 打断状态: {}", t1.isInterrupted());}

输出

java.lang.InterruptedException: sleep interrupted    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)    at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)    at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)    at cn.itcast.n2.util.Sleeper.sleep(Sleeper.java:8)    at cn.itcast.n4.TestInterrupt.lambda$test1$3(TestInterrupt.java:59)    at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)21:18:10.374 [main] c.TestInterrupt -  打断状态: false

正常运行状态的如果打断，那么打断标记为true，如果是阻塞状态被打断，那么其打断状态为false。

2.1 打断正常运行的线程

打断正常运行的线程, 不会清空打断状态

private static void test2() throws InterruptedException {  Thread t2 = new Thread(()->{    while(true) {      Thread current = Thread.currentThread();      boolean interrupted = current.isInterrupted();      if(interrupted) {        log.debug(" 打断状态: {}", interrupted);        break;       }     }   }, "t2");  t2.start();  sleep(0.5);  t2.interrupt();}

输出

20:57:37.964 [t2] c.TestInterrupt -  打断状态: true

注意：这个打断标记只是一个标记信号，并不会结束线程的执行，一般是根据这个标记信号来决定是否结束当前线程。

2.2 采用两阶段终止线程，避免stop停止

在一个线程 T1 中如何“优雅”终止线程 T2？这里的【优雅】指的是给 T2 一个料理后事的机会。

错误思路

使用线程对象的 stop() 方法停止线程

stop 方法会真正杀死线程，如果这时线程锁住了共享资源，那么当它被杀死后就再也没有机会释放锁，其它线程将永远无法获取锁

使用 System.exit(int) 方法停止线程

目的仅是停止一个线程，但这种做法会让整个程序都停止

两阶段终止模式

2.2.1 利用 isInterrupted

interrupt 可以打断正在执行的线程，无论这个线程是在 sleep，wait，还是正常运行

class TPTInterrupt {  private Thread thread;  public void start(){    thread = new Thread(() -> {      while(true) {        Thread current = Thread.currentThread();        if(current.isInterrupted()) {          log.debug("料理后事");          break;         }        try {          Thread.sleep(1000);          log.debug("将结果保存");         } catch (InterruptedException e) {          current.interrupt(); // 设置为true         }        // 执行监控操作        }     },"监控线程");    thread.start();   }  public void stop() {    thread.interrupt();   }}

调用

TPTInterrupt t = new TPTInterrupt();t.start();Thread.sleep(3500);log.debug("stop");t.stop();

结果

11:49:42.915 c.TwoPhaseTermination [监控线程] - 将结果保存11:49:43.919 c.TwoPhaseTermination [监控线程] - 将结果保存11:49:44.919 c.TwoPhaseTermination [监控线程] - 将结果保存11:49:45.413 c.TestTwoPhaseTermination [main] - stop 11:49:45.413 c.TwoPhaseTermination [监控线程] - 料理后事

2.2.2 利用停止标记

// 停止标记用 volatile 是为了保证该变量在多个线程之间的可见性// 我们的例子中，即主线程把它修改为 true 对 t1 线程可见class TPTVolatile {  private Thread thread;  private volatile boolean stop = false;  public void start(){    thread = new Thread(() -> {      while(true) {        Thread current = Thread.currentThread();        if(stop) {          log.debug("料理后事");          break;         }        try {          Thread.sleep(1000);          log.debug("将结果保存");         } catch (InterruptedException e) {         }        // 执行监控操作       }     },"监控线程");    thread.start();   }  public void stop() {    stop = true;    thread.interrupt();   }}

调用

TPTVolatile t = new TPTVolatile();t.start();Thread.sleep(3500);log.debug("stop");t.stop();

结果

11:54:52.003 c.TPTVolatile [监控线程] - 将结果保存11:54:53.006 c.TPTVolatile [监控线程] - 将结果保存11:54:54.007 c.TPTVolatile [监控线程] - 将结果保存11:54:54.502 c.TestTwoPhaseTermination [main] - stop 11:54:54.502 c.TPTVolatile [监控线程] - 料理后事

2.3 打断处于park状态线程

park, 进入WAITING状态，对比wait不需要获得锁就可以让线程WAITING，通过unpark唤醒

打断处于park状态线程, 不会清空打断状态

private static void test3() throws InterruptedException {  Thread t1 = new Thread(() -> {    log.debug("park...");    LockSupport.park();    log.debug("unpark...");    log.debug("打断状态：{}", Thread.currentThread().isInterrupted());   }, "t1");  t1.start();  sleep(1);  t1.interrupt();}

输出

21:11:52.795 [t1] c.TestInterrupt - park...21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - unpark...21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - 打断状态：true

如果打断标记已经是 true, 则 park 会失效

private static void test4() {  Thread t1 = new Thread(() -> {    for (int i = 0; i < 5; i++) {      log.debug("park...");      LockSupport.park();      log.debug("打断状态：{}", Thread.currentThread().isInterrupted());     }   });  t1.start();  sleep(1);  t1.interrupt();}

输出

21:13:48.783 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...21:13:49.809 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true21:13:49.812 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true