Java停止(终止)线程详解版
停止线程是在多线程开发中很重要的技术点,掌握此技术可以对线程的停止进行有效的处理。停止线程在 Java 语言中并不像 break 语句那样干脆,需要一些技巧性的处理。
使用 Java 内置支持多线程的类设计多线程应用是很常见的事情,然而,多线程给开发人员带来了一些新的挑战,如果处理不好就会导致超出预期的行为并且难以定位错误。
本节将讨论如何更好地停止一个线程。停止一个线程意味着在线程处理完任务之前停掉正在做的操作,也就是放弃当前的操作。虽然这看起来非常简单,但是必须做好防范措施,以便达到预期的效果。
停止一个线程可以使用 Threadstop() 方法,但最好不用它。虽然它确实可以停止一个正在运行的线程,但是这个方法是不安全的,而且已被弃用作废了,在将来的 Java 版本中,这个方法将不可用或不被支持。
大多数停止一个线程的操作使用 Thread.interrupt() 方法,尽管方法的名称是“停止,中止”的意思,但这个方法不会终止一个正在运行的线程,还需要加入一个判断才可以完成线程的停止。关于此知识点在后面有专门的章节进行介绍。
在 Java 中有以下 3 种方法可以终止正在运行的线程:
在调用 intermpt() 方法停止 MyThread13 线程之前,首先进行了一个 100 毫秒的休眠。主线程的代码如下:
主线程的运行结果如下所示。从中可以看到,虽然在延时 100 毫秒后调用 intermpt() 方法停止了 thread 线程,但是该线程仍然执行完成输出 10000 行信息。
那么这两个方法有什么区别呢?先来看看 this.intermpted() 方法的解释:测试当前线程是否已经中断,当前线程是指运行 this.interrupted() 方法的线程。为了对此方法有更深入的了解,下面通过一个案例进行说明。
主线程的代码如下:
程序运行后的结果如下所示。
在主线程中是在 thread 对象上调用以下代码来停止 thread 对象所代表的线程。
后面又使用以下代码来判断 thread 对象所代表的线程是否停止。
从控制台打印的结果来看,线程并未停止,这也就证明了 interrupted() 方法的解释:测试当前线程是否已经中断。这个“当前线程”是 main,它从未中断过,所以打印的结果是两个 false。
那么如何使 main 线程产生中断效果呢?再来看一下如下的代码:
程序运行后的结果如下所示。
从上述的结果来看,intermpted() 方法的确用来判断出当前线程是不是停止状态。但为什么第二个布尔值是 false 呢?查看一下官方帮助文档中对 interrupted() 方法的解释如下(斜体显示):
测试当前线程是否已经中断。线程的中断状态由该方法清除。换句话说,如果连续两次调用该方法,则第二次调用将返回 false(在第一次调用已清除了其中断状态之后,且第二次调用检验完中断状态前,当前线程再次中断的情况除外)。
文档已经解释得很详细,intermpted() 方法具有清除状态的功能,所以第二次调用 interrupted() 方法返回的值是 false。
介绍完 interrupted() 方法后再来看一下 isInterrupted() 方法。isInterrupted() 方法的声明如下:
从声明中可以看出 isIntermpted() 方法不是 static 的。仍然以 MyThread14 线程为例,这里使用 isInterrupted() 方法来判断线程是否停止,具体代码如下:
程序运行结果如下所示。
从程序的运行结果中可以看到,isInterrupted() 方法并未清除状态标识,所以打印了两个 true。经过上面示例的验证总结一下这两个方法。
接下来编写启动 MyThread15 线程的代码,主线程代码如下:
上述代码启动 MyThread15 线程后延时 2000 毫秒,之后将线程停止。为避免主线程崩溃使用 catch 捕捉了 InterruptedException 异常,此时会输出“main catch”。在主线程执行结束后会输出“end!”。程序执行的输出结果如下所示。
从程序执行的结果可以看到,在示例中虽然停止了线程,但如果 for 语句下面还有语句,还是会继续运行的。
下面对 MyThread15 线程进行修改,如下所示是 run() 方法的代码:
此时的运行效果如下所示,说明线程仍然在继续运行。
那该如何解决线程停止后,语句仍然继续运行的问题呢?解决的办法是在线程中捕捉线程停止异常,如下为修改后的 run() 方法代码。
再次运行程序,当线程处于停止状态后,如果 for 循环中的代码继续执行将会拋出 InterruptedException 异常,运行结果如下所示。
调用 MyThread16 线程的主线程代码如下:
在上述代码中启动 MyThread16 线程后休眠了 200 毫秒,之后调用 interrupt() 方法停止线程,运行结果如下所示。
从运行结果来看,如果在休眠状态下停止某一线程则会拋出进入 InterruptedException 异常,所以会进入 catch 语句块清除停止状态值,使之变成 false。
使用 MyThread17 线程的主线程代码如下:
在上述代码中启动 MyThread17 线程后没有进行延时,马上调用 interrupt() 方法进行停止线程,但是在 MyThread17 线程中有一个 200 毫秒的延时。运行程序后,首先会看到下所示的输出,说明主线程执行完毕。
稍等片刻后,将会看到如下所示的异常,说明线程停止了。
如上述代码所示,MyThread18 线程中包含一个死循环,该循环每隔 1000 毫秒执行一次,每次将 i 的值递增 1 并输出。
调用 MyThread18 线程的主线程代码如下:
如上述代码所示,MyThread18 线程在启动后有一个 8000 毫秒的延时,在这段时间内会循环 9 次,之后 stop() 方法被执行从而线程停止。运行后的输出如下所示。
注意:调用 stop() 方法时会抛出 java.lang.ThreadDeath 异常,但在通常情况下,此异常不需要显式地捕捉。
使用 stop() 释放锁将会给数据造成不一致性的结果。如果出现这样的情况,程序处理的数据就有可能遭到破坏,最终导致程序执行的流程错误,一定要特别注意。
如上述代码所示,SynchronizedObject 类包含用户名和密码两个成员,printString() 方法用于对这两个成员进行赋值,但是在设置密码之前有一个休眠时间。
下面编写一个线程来对 SynchronizedObject 类进行实例化,并调用 printString() 方法。线程代码如下:
接下来编写主线程代码如下:
在上述代码中创建一个 SynchronizedObject 类实例,并将该实例作为参数传递给 MyThread19 线程。MyThread19 线程启动后将立即调用 object.printString('fadminn,"123456") 方法,而在 printString() 方法内有一个较长时间的休眠。该休眠时间大于主线程的休眠时间,所以主线程会继续往下执行,当执行到 stop() 方法时线程被强制停止。
程序最后的运行结果如下所示。
由于 stop() 方法已经在中被标明是“作废/过期”的方法,显然它在功能上具有缺陷,所以不建议在程序中使用 stop() 方法。
调用 MyThread20 线程的主线程代码如下:
程序执行后的结果如下所示。
从程序的执行结果中可以看到成功停止了线程,不过还是建议使用“拋异常”的方法来实现线程的停止,因为在 catch 块中还可以将异常向上拋,使线程停止的事件得以传播。
使用 Java 内置支持多线程的类设计多线程应用是很常见的事情,然而,多线程给开发人员带来了一些新的挑战,如果处理不好就会导致超出预期的行为并且难以定位错误。
本节将讨论如何更好地停止一个线程。停止一个线程意味着在线程处理完任务之前停掉正在做的操作,也就是放弃当前的操作。虽然这看起来非常简单,但是必须做好防范措施,以便达到预期的效果。
停止一个线程可以使用 Threadstop() 方法,但最好不用它。虽然它确实可以停止一个正在运行的线程,但是这个方法是不安全的,而且已被弃用作废了,在将来的 Java 版本中,这个方法将不可用或不被支持。
大多数停止一个线程的操作使用 Thread.interrupt() 方法,尽管方法的名称是“停止,中止”的意思,但这个方法不会终止一个正在运行的线程,还需要加入一个判断才可以完成线程的停止。关于此知识点在后面有专门的章节进行介绍。
在 Java 中有以下 3 种方法可以终止正在运行的线程:
- 使用退出标识,使线程正常退出,也就是当 run() 方法完成后线程终止。
- 使用 stop() 方法强行终止线程,但是不推荐使用这个方法,因为 stop() 和 suspend() 及 resume() 一样,都是作废过期的方法,使用它们可能产生不可预料的结果。
- 使用 interrupt() 方法中断线程。
停止不了的线程
interrupt() 方法的作用是用来停止线程,但 intermpt() 方法的使用效果并不像循环结构中 break 语句那样,可以马上停止循环。调用 intermpt() 方法仅仅是在当前线程中打了一个停止的标记,并不是真的停止线程。例 1
下面通过一个案例演示 interrupt() 方法停止线程的用法。案例用到的线程非常简单,仅仅是实现输出从 1~10000 的整数,代码如下:package ch14; public class MyThread13 extends Thread { @Override public void run() { super.run(); for (int i=0;i<10000;i++) { System.out.println("i="+(i+1)); } } }
在调用 intermpt() 方法停止 MyThread13 线程之前,首先进行了一个 100 毫秒的休眠。主线程的代码如下:
package ch14; public class Test17 { public static void main(String[] args) { try { MyThread13 thread=new MyThread13(); //创建MyThread13线程类实例 thread.start(); //启动线程 Thread.sleep(100); //延时100毫秒 thread.interrupt(); //停止线程 } catch(InterruptedException e) { System.out.println("main catch"); e.printStackTrace(); } } }
主线程的运行结果如下所示。从中可以看到,虽然在延时 100 毫秒后调用 intermpt() 方法停止了 thread 线程,但是该线程仍然执行完成输出 10000 行信息。
i=1 i=2 ... i=9999 i=10000
判断线程是不是停止状态
在介绍如何停止线程的知识点前,先来看一下如何判断线程的状态是不是停止的。在 Java 的 SDK 中,Thread.java 类里提供了两种方法。-
this.interrupted()
:测试当前线程是否已经中断。 -
this.islnterrupted()
:测试线程是否已经中断。
那么这两个方法有什么区别呢?先来看看 this.intermpted() 方法的解释:测试当前线程是否已经中断,当前线程是指运行 this.interrupted() 方法的线程。为了对此方法有更深入的了解,下面通过一个案例进行说明。
例 2
假设 MyThread14 线程类的代码如下:package ch14; public class MyThread14 extends Thread { @Override public void run() { super.run(); for(int i=0;i<10000;i++) { System.out.println("i="+(i+1)); } } }
主线程的代码如下:
package ch14; public class Test18 { public static void main(String[] args) { try { MyThread14 thread=new MyThread14(); thread.start(); //启动线程 Thread.sleep(100); //延时100毫秒 thread.interrupt(); //停止线程 //Thread.currentThread().interrupt(); System.out.println("是否停止1?="+thread.interrupted()); System.out.println("是否停止2?="+thread.interrupted()); } catch(InterruptedException e) { System.out.println("main catch"); e.printStackTrace(); } System.out.println("end!"); } }
程序运行后的结果如下所示。
i=1 i=2 ... i=9999 i=10000 是否停止1?=false 是否停止2?=false end!
在主线程中是在 thread 对象上调用以下代码来停止 thread 对象所代表的线程。
thread.interrupt();
后面又使用以下代码来判断 thread 对象所代表的线程是否停止。
System.out.println("是否停止 1 ? ="+thread.interrupted()); System.out.println("是否停止 2 ? ="+thread.interrupted());
从控制台打印的结果来看,线程并未停止,这也就证明了 interrupted() 方法的解释:测试当前线程是否已经中断。这个“当前线程”是 main,它从未中断过,所以打印的结果是两个 false。
那么如何使 main 线程产生中断效果呢?再来看一下如下的代码:
public static void main(String[] args) { Thread.currentThread().interrupt(); System.out.println(" 是否停止 1 ? ="+Thread.interrupted()); System.out.println(" 是否停止 2 ? ="+Thread.interrupted()); System.out.println("end!"); }
程序运行后的结果如下所示。
是否停止 1 ? =true 是否停止 2 ? =false end!
从上述的结果来看,intermpted() 方法的确用来判断出当前线程是不是停止状态。但为什么第二个布尔值是 false 呢?查看一下官方帮助文档中对 interrupted() 方法的解释如下(斜体显示):
测试当前线程是否已经中断。线程的中断状态由该方法清除。换句话说,如果连续两次调用该方法,则第二次调用将返回 false(在第一次调用已清除了其中断状态之后,且第二次调用检验完中断状态前,当前线程再次中断的情况除外)。
文档已经解释得很详细,intermpted() 方法具有清除状态的功能,所以第二次调用 interrupted() 方法返回的值是 false。
介绍完 interrupted() 方法后再来看一下 isInterrupted() 方法。isInterrupted() 方法的声明如下:
public boolean isInterrupted()
从声明中可以看出 isIntermpted() 方法不是 static 的。仍然以 MyThread14 线程为例,这里使用 isInterrupted() 方法来判断线程是否停止,具体代码如下:
package ch14; public class Test18 { public static void main(String[] args) { try { MyThread14 thread=new MyThread14(); thread.start(); Thread.sleep(100); thread.interrupt(); System.out.println("是否停止1?="+thread.isInterrupted()); System.out.println("是否停止2?="+thread.isInterrupted()); } catch(InterruptedException e) { System.out.println("main catch"); e.printStackTrace(); } System.out.println("end!"); } }
程序运行结果如下所示。
i=498 是否停止1?=true i=499 是否俜止2?=true i=500 end! i=501 i=502
从程序的运行结果中可以看到,isInterrupted() 方法并未清除状态标识,所以打印了两个 true。经过上面示例的验证总结一下这两个方法。
- this.interrupted():测试当前线程是否已经是中断状态,执行后具有将状态标识清除为 false 的功能。
- this.islnterrupted():测试线程 Thread 对象是否已经是中断状态,但不清除状态标识。
异常法停止线程
有了前面学习过的知识,就可在线程中用 for 语句来判断线程是否为停止状态,如果是停止状态,则后面的代码不再运行。例 3
下面的线程类 MyThread15 演示了在线程中使用 for 循环,并在循环中调用 intermpted() 方法判断线程是否停止。package ch14; public class MyThread15 extends Thread { @Override public void run() { super.run(); for(int i=0;i<500000;i++) { if(this.interrupted()) { //如果当前线程处于停止状态 System.out.println("已经是停止状态了!我要退出了!"); break; } System.out.println("i="+(i+1)); } } }
接下来编写启动 MyThread15 线程的代码,主线程代码如下:
package ch14; public class Test19 { public static void main(String[] args) { try { MyThread15 thread=new MyThread15(); thread.start(); //启动线程 Thread.sleep(2000); //延时2000毫秒 thread.interrupt(); //停止线程 } catch(InterruptedException e) { //捕捉线程停止异常 System.out.println("main catch"); e.printStackTrace(); } System.out.println("end!"); //主线程结束时输出 } }
上述代码启动 MyThread15 线程后延时 2000 毫秒,之后将线程停止。为避免主线程崩溃使用 catch 捕捉了 InterruptedException 异常,此时会输出“main catch”。在主线程执行结束后会输出“end!”。程序执行的输出结果如下所示。
...... i=271597 i=271598 已经是停止状态了!我要退出了! end!
从程序执行的结果可以看到,在示例中虽然停止了线程,但如果 for 语句下面还有语句,还是会继续运行的。
下面对 MyThread15 线程进行修改,如下所示是 run() 方法的代码:
public void run() { super.run(); for(int i=0;i<500000;i++) { if(this.interrupted()) { System.out.println("已经是停止状态了!我要退出了!"); break; } System.out.println("i="+(i+1)); } System.out.println("我被输出,如果此代码是for又继续运行,线程并未停止!"); }
此时的运行效果如下所示,说明线程仍然在继续运行。
...... i=233702 i=233703 end! 已经是停止状态了!我要退出了! 我被输出,如果此代码是for又继续运行,线程并未停止!
那该如何解决线程停止后,语句仍然继续运行的问题呢?解决的办法是在线程中捕捉线程停止异常,如下为修改后的 run() 方法代码。
public void run() { super.run(); try { for(int i=0;i<500000;i++) { if(this.interrupted()) { System.out.println("已经是停止状态了!我要退出了!"); throw new InterruptedException(); } System.out.println("i=" + (i + 1)); } System.out.println("我在for下面"); } catch(InterruptedException e) { System.out.println("进MyThread15.java类run方法中的catch了!"); e.printStackTrace(); } }
再次运行程序,当线程处于停止状态后,如果 for 循环中的代码继续执行将会拋出 InterruptedException 异常,运行结果如下所示。
...... i=251711 i=251712 i=251713 已经是停止状态了!我要退出了! end! 进MyThread15.java类run方法中的catch了! java.lang.InterruptedException at text.MyThread.run(MyThread.java:16)
在休眠中停止
如果线程在 sleep() 状态下停止,会是什么效果呢?例 4
下面通过一个案例来演示这种情况。如下所示为案例中使用的 MyThread16 线程类代码。package ch14; public class MyThread16 extends Thread { @Override public void run() { super.run(); try { System.out.println("run begin"); Thread.sleep(200000); System.out.println("run end"); } catch(InterruptedException e) { System.out.println("在休眠中被停止!进入catch!"+this.isInterrupted()); e.printStackTrace(); } } }
调用 MyThread16 线程的主线程代码如下:
package ch14; public class Test20 { public static void main(String[] args) { try { MyThread16 thread=new MyThread16(); thread.start(); Thread.sleep(200); thread.interrupt(); } catch(InterruptedException e) { System.out.println("main catch"); e.printStackTrace(); } System.out.println("end!"); } }
在上述代码中启动 MyThread16 线程后休眠了 200 毫秒,之后调用 interrupt() 方法停止线程,运行结果如下所示。
run begin end! 在休眠中被停止!进入catch!false java.lang.InterruptedException: sleep interrupted at java.lang.Thread.sleep(Native Method) at text.MyThread.run(MyThread.java:12)
从运行结果来看,如果在休眠状态下停止某一线程则会拋出进入 InterruptedException 异常,所以会进入 catch 语句块清除停止状态值,使之变成 false。
例 5
这个示例是先休眠再停止线程,下面再编写一个案例来演示先停止再休眠线程的情况。案例使用的 MyThread17 线程类代码如下:package ch14; public class MyThread17 extends Thread { @Override public void run() { super.run(); try { for(int i=0;i<1000;i++) { System.out.println("i="+(i+1)); } System.out.println("run begin"); Thread.sleep(200); System.out.println("run end"); } catch(InterruptedException e) { System.out.println("先停止,再遇到了sleep!进入catch!"); e.printStackTrace(); } } }
使用 MyThread17 线程的主线程代码如下:
package ch14; public class Test21 { public static void main(String[] args) { MyThread17 thread=new MyThread17(); thread.start(); thread.interrupt(); System.out.println("end!"); } }
在上述代码中启动 MyThread17 线程后没有进行延时,马上调用 interrupt() 方法进行停止线程,但是在 MyThread17 线程中有一个 200 毫秒的延时。运行程序后,首先会看到下所示的输出,说明主线程执行完毕。
end! i=1 i=2 i=3 i=4 i=5 i=6 ......
稍等片刻后,将会看到如下所示的异常,说明线程停止了。
...... i=999 i=1000 run begin 先停止,再遇到了sleep!进入catch! java.lang.InterruptedException: sleep interrupted at java.lang.Thread.sleep(Native Method) at text.MyThread.run(MyThread.java:16)
强制停止线程
调用 stop() 方法可以在任意情况下强制停止一个线程。下面通过一个案例来演示 stop() 停止线程的方法。package ch14; public class MyThread18 extends Thread { private int i=0; @Override public void run() { try { while (true) { i++; System.out.println("i=" + i); Thread.sleep(1000); } } catch(InterruptedException e) { //TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }
如上述代码所示,MyThread18 线程中包含一个死循环,该循环每隔 1000 毫秒执行一次,每次将 i 的值递增 1 并输出。
调用 MyThread18 线程的主线程代码如下:
package ch14; public class Test22 { @SuppressWarnings("deprecation") public static void main(String[] args) { try { MyThread18 thread=new MyThread18(); thread.start(); Thread.sleep(8000); thread.stop(); } catch(InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }
如上述代码所示,MyThread18 线程在启动后有一个 8000 毫秒的延时,在这段时间内会循环 9 次,之后 stop() 方法被执行从而线程停止。运行后的输出如下所示。
i=1 i=2 i=3 i=4 i=5 i=6 i=7 i=8 i=9
注意:调用 stop() 方法时会抛出 java.lang.ThreadDeath 异常,但在通常情况下,此异常不需要显式地捕捉。
释放锁的不良后果
从 JDK 1.6 以后 stop() 方法已经被作废,因为如果强制让线程停止则有可能使一些清理性的工作得不到完成。另外一个情况就是对锁定的对象进行了“解锁”,导致数据得不到同步的处理,出现数据不一致的问题。使用 stop() 释放锁将会给数据造成不一致性的结果。如果出现这样的情况,程序处理的数据就有可能遭到破坏,最终导致程序执行的流程错误,一定要特别注意。
例 6
下面通过一个案例来演示这种情况。案例使用了一个名为 SynchronizedObject 的实体类,该类代码如下:package ch14; public class SynchronizedObject { private String username="root"; private String password="root"; public String getUsername() { return username; } public void setUsername(String username) { this.username=username; } public String getPassword() { return password; } public void setPassword(String password) { this.password=password; } synchronized public void printString(String username,String password) { try { this.username=username; Thread.sleep(100000); this.password=password; } catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
如上述代码所示,SynchronizedObject 类包含用户名和密码两个成员,printString() 方法用于对这两个成员进行赋值,但是在设置密码之前有一个休眠时间。
下面编写一个线程来对 SynchronizedObject 类进行实例化,并调用 printString() 方法。线程代码如下:
package ch14; public class MyThread19 extends Thread { private SynchronizedObject object; public MyThread19(SynchronizedObject object) { super(); this.object=object; } @Override public void run() { object.printString("admin","123456"); } }
接下来编写主线程代码如下:
package ch14; public class Test23 { public static void main(String[] args) { try { SynchronizedObject object=new SynchronizedObject(); MyThread19 thread=new MyThread19(object); thread.start(); Thread.sleep(500); thread.stop(); System.out.println("用户名:"+object.getUsername()); System.out.println("密码:"+object.getPassword()); } catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
在上述代码中创建一个 SynchronizedObject 类实例,并将该实例作为参数传递给 MyThread19 线程。MyThread19 线程启动后将立即调用 object.printString('fadminn,"123456") 方法,而在 printString() 方法内有一个较长时间的休眠。该休眠时间大于主线程的休眠时间,所以主线程会继续往下执行,当执行到 stop() 方法时线程被强制停止。
程序最后的运行结果如下所示。
用户名:admin 密码:root
由于 stop() 方法已经在中被标明是“作废/过期”的方法,显然它在功能上具有缺陷,所以不建议在程序中使用 stop() 方法。
使用 return 停止线程
除了上面介绍的方法外,还可以将 intermpt() 方法与 return 结合使用来实现停止线程的效果。例 7
下面通过一个案例来演示这种情况。如下所示为案例中使用 MyThread20 线程类的代码。package ch14; public class MyThread20 extends Thread { @Override public void run() { while (true) { if (this.isInterrupted()) { System.out.println("停止了!"); return; } System.out.println("timer="+System.currentTimeMillis()); } } }
调用 MyThread20 线程的主线程代码如下:
package ch14; public class Test24 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { MyThread20 t=new MyThread20(); t.start(); Thread.sleep(2000); t.interrupt(); } }
程序执行后的结果如下所示。
...... timer=1540977194784 timer=1540977194784 timer=1540977194784 timer=1540977194784 timer=1540977194784 停止了!
从程序的执行结果中可以看到成功停止了线程,不过还是建议使用“拋异常”的方法来实现线程的停止,因为在 catch 块中还可以将异常向上拋,使线程停止的事件得以传播。