2024 面试还不知道如何优雅关闭Java线程?

有哪些任务取消的方案呢?

其实一种就是“标记位”。例如使用volatile类型的域保存取消状态标识。

  • 代码如下:

一个可取消的任务必须有取消策略(CancellationPolicy),在这个策略中将详细定义:

  • 其他代码如何(How)请求取消该任务

  • 任务在何时(When)检查是否已经请求了取消

  • 在响应取消请求时应该执行哪些(What) 操作

考虑现实世界中停止支付(Stop-Payment) 支票的示例。银行通常都会规定如何提交一个

停止支付的请求,在处理这些请求时需要做出哪些响应性保证,以及当支付中断后需要遵守哪些流程(例如通知该事务中涉及的其他银行,以及对付款人的账户进行费用评估)。这些流程和保证放在一起就构成了支票支付的取消策略。

PrimeGenerator使用了一种简单的取消策略:客户代码通过调用cancel来请求取消,

PrimeGenerator在每次搜索素数前首先检查是否存在取消请求,若存在则退出。

中断


下面的例子会出现死锁,线程根本不会停止

class BrokenPrimeProducer extends Thread {

private final BlockingQueue queue;

private volatile boolean cancelled = false;

BrokenPrimeProducer(BlockingQueue queue) {

this.queue = queue;

}

public void run() {

try {

BigInteger p = BigInteger.ONE;

while (!cancelled)

queue.put(p = p.nextProbablePrime());

} catch (InterruptedException consumed) {

}

}

public void cancel() {

cancelled = true;

}

}

  • interrupt 方法:中断目标线程

  • isInterrupted:返回目标线程的中断状态

  • 静态的 interrupted方法:清除当前线程的中断状态,并返回它之前的值。

大多数可中断的阻塞方法会在入口处检查中断状态。

对中断操作(调用interrupt)的正确理解

它并不会真正的中断一个正在运行的线程,而只是发出中断请求,然后由线程在下一个合适时机中断自己。比如,wait、sleep、join等方法,当他们收到中断请求或开始执行时,发现某个已被设置好的中断状态,则抛interruptedException。

每个线程都有一个boolean类型的中断状态。当调用Thread.interrupt方法时,该值被设置为true,Thread.interruptted可恢复中断。

阻塞库方法,例如sleep和wait、join都会检查中断,并且发现中断则提前返回,他们会 清除中断状态,并抛InterruptedException。

但对于其他方法,interrupt是传递了中断的请求消息,并不会使线程中断,需要由线程在下一个合适的时刻中断自己。

通常,用中断是取消的最合理的实现方式。

上面的例子的改进方法就是

public class PrimeProducer extends Thread {

private final BlockingQueue queue;

PrimeProducer(BlockingQueue queue) {

this.queue = queue;

}

public void run() {

try {

BigInteger p = BigInteger.ONE;

while (!Thread.currentThread().isInterrupted())

queue.put(p = p.nextProbablePrime());

} catch (InterruptedException consumed) {

/* Allow thread to exit */

}

}

public void cancel() {

interrupt();

}

}

中断策略

===================================================================

发生了中断,需要尽快退出执行流程,并把中断信息传递给调用者,从而使调用栈中的上层代码可以采取进一步的操作。当然任务也可以不需要放弃所有操作,可以推迟处理中断清楚,知道某个时机。

响应中断

===================================================================

  • 传递异常

  • 回复中断状态

public class NoncancelableTask {

public Task getNextTask(BlockingQueue queue) {

boolean interrupted = false;

try {

while (true) {

try {

return queue.take();

} catch (InterruptedException e) {

interrupted = true;

// fall through and retry

}

}

} finally {

if (interrupted)

Thread.currentThread().interrupt();

}

}

interface Task {

}

}

两阶段终止模式

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将终止过程分成两阶段:

  • 一阶段,主要是线程T1向线程T2发送终止指令

  • 二阶段,线程T2响应终止指令

Java里的终止指令是什么呢?还记得这篇Java线程的状态转换图

出自于和面试官讲完Java线程状态,当场发了offer!

可见,Java线程进入Terminated的前提是线程进入RUNNABLE。而线程此时可能其它状态,比如休眠。要想终止这样的线程,首先要将其状态休眠=》RUNNABLE。

如何做到?就是靠着 Thread#interrupt()。

线程转到RUNNABLE后,如何再将其终止呢?RUNNABLE=》Terminated,优雅方案就是让Java线程自己执行完 run()。所以一般就是设置一个标志位,然后线程在合适时机检查该标志位,若发现符合终止条件,则自动退出run()。该过程就是第二阶段:响应终止指令。

综上,终止指令的关键就是:interrupt(),线程的终止标志位。

  • 仅检查终止标志位不够,因为线程状态可能处于休眠

  • 仅检查线程的中断状态也不够,因为依赖的第三方类库很可能没有正确处理中断异常

如何优雅终止线程池

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线程池提供了两个方法:shutdown()和shutdownNow():

  • shutdown()是种保守的关闭线程池方法。线程池执行shutdown()后,就会拒绝接收新任务,但会等待线程池中正在执行的任务和已进入阻塞队列的任务,都执行完后才最终关闭线程池。

  • shutdownNow()相对激进,线程池执行shutdownNow()后,会拒绝接收新任务,同时中断线程池中正在执行的任务,已进入阻塞队列的任务也会被剥夺了执行的机会,不过这些被剥夺执行机会的任务会作为shutdownNow()方法的返回值返回。因为shutdownNow()方法会中断正在执行的线程,所以提交到线程池的任务,如果需要优雅地结束,就需要正确地处理线程中断。

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