JUC并发编程第五篇，如何优雅的使用线程中断机制和线程等待唤醒机制？

- 一、线程中断机制
- - 1. 什么是线程中断？
  - 2. 你知道 interrupt() 方法的含义吗？
  - 3. 如何使用中断标识优雅的停止线程？
  - - 第一种：通过volatile变量实现
    - 第二种：通过AtomicBoolean实现
    - 第三种：通过线程自带 interrupt() 方法实现
  - 4. 当前线程的中断标识为true，就立刻停止了吗？
- 二、线程等待唤醒机制，让线程等待和唤醒的3种方法注意事项
- - 第一种：Object中的 wait() 方法让线程等待，notify() 方法唤醒线程
  - 第二种：JUC包中 Condition 的 await() 方法让线程等待，signal() 方法唤醒线程
  - 第三种：LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

一、线程中断机制

1. 什么是线程中断？

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。

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。

2. 你知道 interrupt() 方法的含义吗？

在这里插入图片描述

public void interrupt()

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 boolean isInterrupted()

通过检查中断标志位，判断当前线程是否被中断。

public static boolean interrupted()

静态方法，判断线程是否被中断，并清除当前中断状态
也就是说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

3. 如何使用中断标识优雅的停止线程？

第一种：通过volatile变量实现

static volatile boolean isStop = false;

public static void volatileDemo() {
        new Thread(() -> {
            while(true) {
                if(isStop) {
                    System.out.println("-----程序结束------");
                    break;
                }
                System.out.println("------hello-------");
            }
        },"t1").start();

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

        new Thread(() -> {
            isStop = true;
        },"t2").start();
    }

第二种：通过AtomicBoolean实现

static AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(false);

public static void atomicBooleanDemo() {
        new Thread(() -> {
            while(true) {
                if(atomicBoolean.get()) {
                    System.out.println("-----程序结束------");
                    break;
                }
                System.out.println("------hello-------");
            }
        },"t1").start();
        
        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

        new Thread(() -> {
            atomicBoolean.set(true);
        },"t2").start();
    }

第三种：通过线程自带 interrupt() 方法实现

public static void m3() {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while (true) {
                //当前线程判断中断标志
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("-----程序结束------");
                    break;
                }
                System.out.println("------hello------");
            }
        }, "t1");

        t1.start();

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

        new Thread(() -> {
            //修改t1线程的中断标志位为true
            t1.interrupt();
        },"t2").start();
    }

4. 当前线程的中断标识为true，就立刻停止了吗？

先说结论：中断只是一种协同机制，只修改中断标识位而已，不会立刻停止线程

代码证明：

public static void stopDemo() {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 300; i++) {
                System.out.println("------i: " + i);
            }
            System.out.println("t1.interrupt()调用之后02： "+Thread.currentThread().isInterrupted());
        }, "t1");
        t1.start();

        System.out.println("t1.interrupt()调用之前,t1线程的中断标识默认值： "+t1.isInterrupted());
        try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        //实例方法interrupt()仅仅是设置线程的中断状态位设置为true，不会停止线程
        t1.interrupt();
        //活动状态,t1线程还在执行中
        System.out.println("t1.interrupt()调用之后01： "+t1.isInterrupted());

        try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        //非活动状态,t1线程不在执行中，已经结束执行了。
        System.out.println("t1.interrupt()调用之后03： "+t1.isInterrupted());
    }

在这里插入图片描述

还有一种情况：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。

public static void stopDemo2() {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while (true) {
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("-----isInterrupted() = true，程序结束。");
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    //线程的中断标志位为false,无法停下，需要再次掉interrupt()设置true
                    //Thread.currentThread().interrupt();
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("------hello Interrupt");
            }
        }, "t1");

        t1.start();

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

        new Thread(() -> {
            t1.interrupt();//修改t1线程的中断标志位为true
        },"t2").start();
    }

在这里插入图片描述

上边不能停止的原因是：
抛出了中断异常后，中断标识也被置为了 false ，导致无限循环，想要解决这个bug，需要在异常中再次中断，也就是打开上边的 //Thread.currentThread().interrupt(); 这句代码。

二、线程等待唤醒机制，让线程等待和唤醒的3种方法注意事项

第一种：Object中的 wait() 方法让线程等待，notify() 方法唤醒线程

public static void syncWaitNotify() {
        new Thread(() -> {
            //暂停几秒钟线程
            try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
            synchronized (objectLock){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---come in");
                try {
                    objectLock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---被唤醒");
            }
        },"t1").start();

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

        new Thread(() -> {
            synchronized (objectLock){
                objectLock.notify();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---发出通知");
            }
        },"t2").start();
    }

使用总结：
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
需要先 wait 后 notify 才能生效

第二种：JUC包中 Condition 的 await() 方法让线程等待，signal() 方法唤醒线程

public static void lockAwaitSignal() {
        new Thread(() -> {
            //暂停几秒钟线程
            try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
            lock.lock();
            try
            {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---come in");
                condition.await();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---被唤醒");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        },"t1").start();

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

使用总结：
Condtion中的线程等待和唤醒方法之前，需要先获取锁
需要先 await 后 signal 才能生效

第三种：LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语，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。

public static void parkDemo() {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in");
            LockSupport.park();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---被唤醒");
        }, "t1");
        
        t1.start();

        new Thread(() -> {
            LockSupport.unpark(t1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---发出通知");
        },"t2").start();
    }

总结：park() 阻塞线程，unpark(Thread thread) 唤醒线程，不需要像之前那样锁块，也没有先后顺序的要求
注意1：注意多次调用 unpark() 方法，不会累加，permit值最大是1
注意2：一个线程只能发一张通行证，比如 t1 park一次，t2可以 unpark 唤醒，如果 t1 park 了两次，就需要两个线程 t2 park 一次，t3 park 一次，以此类推，一个线程只能唤醒一次阻塞。