Java并发编程(3):线程挂起、恢复与终止的正确方法(含代码)

本文探讨了线程管理中挂起、恢复及终止的不当做法及其替代方案,通过实例对比展示了如何利用标志位来安全地控制线程状态。

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挂起和恢复线程

    Thread 的API中包含两个被淘汰的方法,它们用于临时挂起和重启某个线程,这些方法已经被淘汰,因为它们是不安全的,不稳定的。如果在不合适的时候挂起线程(比如,锁定共享资源时),此时便可能会发生死锁条件——其他线程在等待该线程释放锁,但该线程却被挂起了,便会发生死锁。另外,在长时间计算期间挂起线程也可能导致问题。

下面的代码演示了通过休眠来延缓运行,模拟长时间运行的情况,使线程更可能在不适当的时候被挂起:

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public class DeprecatedSuspendResume extends Object implements Runnable{
 
     //volatile关键字,表示该变量可能在被一个线程使用的同时,被另一个线程修改
     private volatile int firstVal;
     private volatile int secondVal;
 
     //判断二者是否相等
     public boolean areValuesEqual(){
         return ( firstVal == secondVal);
     }
 
     public void run() {
         try {
             firstVal = 0 ;
             secondVal = 0 ;
             workMethod();
         } catch (InterruptedException x){
             System.out.println( "interrupted while in workMethod()" );
         }
     }
 
     private void workMethod() throws InterruptedException {
         int val = 1 ;
         while ( true ){
             stepOne(val);
             stepTwo(val);
             val++;
             Thread.sleep( 200 );  //再次循环钱休眠200毫秒
         }
     }
 
     //赋值后,休眠300毫秒,从而使线程有机会在stepOne操作和stepTwo操作之间被挂起
     private void stepOne( int newVal) throws InterruptedException{
         firstVal = newVal;
         Thread.sleep( 300 );  //模拟长时间运行的情况
     }
 
     private void stepTwo( int newVal){
         secondVal = newVal;
     }
 
     public static void main(String[] args){
         DeprecatedSuspendResume dsr = new DeprecatedSuspendResume();
         Thread t = new Thread(dsr);
         t.start();
 
         //休眠1秒,让其他线程有机会获得执行
         try {
             Thread.sleep( 1000 );}
         catch (InterruptedException x){}
         for ( int i = 0 ; i < 10 ; i++){
             //挂起线程
             t.suspend();
             System.out.println( "dsr.areValuesEqual()=" + dsr.areValuesEqual());
             //恢复线程
             t.resume();
             try {
                 //线程随机休眠0~2秒
                 Thread.sleep(( long )(Math.random()* 2000.0 ));
             } catch (InterruptedException x){
                 //略
             }
         }
         System.exit( 0 ); //中断应用程序
     }
}

某次运行结果如下:

从areValuesEqual()返回的值有时为true,有时为false。以上代码中,在设置firstVal之后,但在设置secondVal之前,挂起新线程会产生麻烦,此时输出的结果会为false(情况1),这段时间不适宜挂起线程,但因为线程不能控制何时调用它的suspend方法,所以这种情况是不可避免的。

当然,即使线程不被挂起(注释掉挂起和恢复线程的两行代码),如果在main线程中执行asr.areValuesEqual()进行比较时,恰逢stepOne操作执行完,而stepTwo操作还没执行,那么得到的结果同样可能是false(情况2)。
下面我们给出不用上述两个方法来实现线程挂起和恢复的策略——设置标志位。通过该方法实现线程的挂起和恢复有一个很好的地方,就是可以在线程的指定位置实现线程的挂起和恢复,而不用担心其不确定性。

对于上述代码的改进代码如下:

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public class AlternateSuspendResume extends Object implements Runnable {
 
     private volatile int firstVal;
     private volatile int secondVal;
     //增加标志位,用来实现线程的挂起和恢复
     private volatile boolean suspended;
 
     public boolean areValuesEqual() {
         return ( firstVal == secondVal );
     }
 
     public void run() {
         try {
             suspended = false ;
             firstVal = 0 ;
             secondVal = 0 ;
             workMethod();
         } catch ( InterruptedException x ) {
             System.out.println( "interrupted while in workMethod()" );
         }
     }
 
     private void workMethod() throws InterruptedException {
         int val = 1 ;
 
         while ( true ) {
             //仅当贤臣挂起时,才运行这行代码
             waitWhileSuspended();
 
             stepOne(val);
             stepTwo(val);
             val++;
 
             //仅当线程挂起时,才运行这行代码
             waitWhileSuspended();
 
             Thread.sleep( 200 ); 
         }
     }
 
     private void stepOne( int newVal)
                     throws InterruptedException {
 
         firstVal = newVal;
         Thread.sleep( 300 ); 
     }
 
     private void stepTwo( int newVal) {
         secondVal = newVal;
     }
 
     public void suspendRequest() {
         suspended = true ;
     }
 
     public void resumeRequest() {
         suspended = false ;
     }
 
     private void waitWhileSuspended()
                 throws InterruptedException {
 
         //这是一个“繁忙等待”技术的示例。
         //它是非等待条件改变的最佳途径,因为它会不断请求处理器周期地执行检查,
         //更佳的技术是:使用Java的内置“通知-等待”机制
         while ( suspended ) {
             Thread.sleep( 200 );
         }
     }
 
     public static void main(String[] args) {
         AlternateSuspendResume asr =
                 new AlternateSuspendResume();
 
         Thread t = new Thread(asr);
         t.start();
 
         //休眠1秒,让其他线程有机会获得执行
         try { Thread.sleep( 1000 ); }
         catch ( InterruptedException x ) { }
 
         for ( int i = 0 ; i < 10 ; i++ ) {
             asr.suspendRequest();
 
             //让线程有机会注意到挂起请求
             //注意:这里休眠时间一定要大于
             //stepOne操作对firstVal赋值后的休眠时间,即300ms,
             //目的是为了防止在执行asr.areValuesEqual()进行比较时,
             //恰逢stepOne操作执行完,而stepTwo操作还没执行
             try { Thread.sleep( 350 ); }
             catch ( InterruptedException x ) { }
 
             System.out.println( "dsr.areValuesEqual()=" +
                     asr.areValuesEqual());
 
             asr.resumeRequest();
 
             try {
                 //线程随机休眠0~2秒
                 Thread.sleep(
                         ( long ) (Math.random() * 2000.0 ) );
             } catch ( InterruptedException x ) {
                 //略
             }
         }
 
         System.exit( 0 ); //退出应用程序
     }
}

运行结果如下:

由结果可以看出,输出的所有结果均为true。首先,针对情况1(线程挂起的位置不确定),这里确定了线程挂起的位置,不会出现线程在stepOne操作和stepTwo操作之间挂起的情况;针对情况2(main线程中执行asr.areValuesEqual()进行比较时,恰逢stepOne操作执行完,而stepTwo操作还没执行),在发出挂起请求后,还没有执行asr.areValuesEqual()操作前,让main线程休眠450ms(>300ms),如果挂起请求发出时,新线程正执行到或即将执行到stepOne操作(如果在其前面的话,就会响应挂起请求,从而挂起线程),那么在stepTwo操作执行前,main线程的休眠还没结束,从而main线程休眠结束后执行asr.areValuesEqual()操作进行比较时,stepTwo操作已经执行完,因此也不会出现输出结果为false的情况。

可以将ars.suspendRequest()代码后的sleep代码去掉,或将休眠时间改为200(明显小于300即可)后,查看执行结果,会发现结果中依然会有出现false的情况。如下图所示:

总结:线程的挂起和恢复实现的正确方法是:通过设置标志位,让线程在安全的位置挂起

终止线程

当调用Thread的start()方法,执行完run()方法后,或在run()方法中return,线程便会自然消亡。另外Thread API中包含了一个stop()方法,可以突然终止线程。但它在JDK1.2后便被淘汰了,因为它可能导致数据对象的崩溃。一个问题是,当线程终止时,很少有机会执行清理工作;另一个问题是,当在某个线程上调用stop()方法时,线程释放它当前持有的所有锁,持有这些锁必定有某种合适的理由——也许是阻止其他线程访问尚未处于一致性状态的数据,突然释放锁可能使某些对象中的数据处于不一致状态,而且不会出现数据可能崩溃的任何警告。

终止线程的替代方法:同样是使用标志位,通过控制标志位来终止线程。


from: http://www.importnew.com/20539.html

原文出处: 兰亭风雨

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