Interrupt(中断)

1.中断介绍

1.1中断的概念

中断是指 CPU 在正常运行程序时,由于内部或外部事件引起暂时中止现行程序,转去执行请
求 CPU 为其服务的那个外设或事件的 服务程序,等待该服务程序执行完成后又返回到被中止
的地方程序,这样一个过程。

1.2中断的优先级

中断中的优先级大致分为三类:抢占优先级,比较优先级,自然优先级。其中优先级的作用强度为抢占优先级>比较优先级>自然优先级。优先级越高,在发生中断时会更快被处理。

1.2.1 抢占优先级

抢占优先级顾名思义,是能对其他中断进行中断的中断,发生的这个过程我们一般叫做中断嵌套,即正在执行主函数时,发生了一个抢占优先级较低的中断服务程序A,CPU先转去执行中断服务函数A,正在执行中断服务函数A时,又产生了一个抢占优先级较高的中断请求B,先去执行中断服务函数B,B执行完后,继续执行A,A执行完后,回到主函数继续执行。
中断嵌套

1.2.2 比较优先级

当中断在抢占优先级相同时,比较优先级高的先执行。

1.2.3 自然优先级

当中断在抢占优先级和比较优先级相同时,比较优先级高的先执行。

1.2.4 总结

(1)只有抢占优先级可以产生中断嵌套(即高抢占优先级能打断低抢占优先级)。

(2)抢占优先级和比较优先级是我们可以设定的,而自然优先级(硬件优先级)是厂商出厂就设定好的。

1.3中断的分类

(1)外设中断

(2)定时器中断

(3)外部中断

(4)内核异常

(5)软件中断

1.3.1 外设中断

这种中断是由单片机的片上外设,如USART产生的。当这些设备需要处理器注意时,它们会发送一个信号,请求CPU暂停当前任务,处理中断请求。

以USART1为例:

//中断初始化
void USART1_ITInit(u8 PreemptionPriority, u8 SubPriority)
{
	//开启USART1的接收中断
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = PreemptionPriority;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = SubPriority;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

//中断处理函数
void USART1_IRQHandler(void)
{
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
	{
		
		USART1_RecString(data);
		t = atoi(data);
		printf("Receive data = %s\r\n", data);
		
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

1.3.2 定时器中断

也称为周期性中断,是由系统定时器产生的。定时器可以设置特定的时间间隔,当时间到达时,定时器中断会被触发,通常用于执行周期性任务或时间管理。

以SysTick为例:

//中断初始化
void SysTick_ITInit(u8 PreemptionPriority, u8 SubPriority)
{
	
	//开启定时器中断
	SysTick->CTRL |= 1<<1;
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = SysTick_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = PreemptionPriority;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = SubPriority;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);	
	
	
}

//中断处理函数
void SysTick_Handler(void)
{
	
	if(SysTick->CTRL & (1<<16))
	{
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_4) == 0)
		{
		
			cnt1++;
		}
		EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line1);

		//清除标志位,其实这一步可要可不要,因为标志位在之前我们读的时候就已自动清除
		SysTick->CTRL;
	}
}

1.3.3 外部中断

与外设中断类似,但更广泛地指任何来自系统外部的中断信号,如网络中断、电源中断等。这些中断通常是由外部事件触发的,需要系统立即响应。

以PA0为例:

//中断初始化
void EXTI0_Init(u8 PreemptionPriority, u8 SubPriority)
{
	//开启EXIT的时钟线
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG,ENABLE);
	//选择GPIOA的0引脚接入EXTI
	SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource0);
	
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
	EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0;
	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = PreemptionPriority;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = SubPriority;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);		
}

//中断处理函数
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
	判断EXTI线0的标志位是否置位
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)
	{
		//LED1翻转
		LED1_T;
		//清除标志位
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
	}
}

1.3.4 软件中断

这种中断是由软件指令触发的,通常是通过执行特定的中断指令来实现。软件中断用于实现系统调用或请求操作系统服务。

//中断初始化
void EXTI1_SW_Init(u8 PreemptionPriority, u8 SubPriority)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG,ENABLE);
	
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
	EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line1;
	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = PreemptionPriority;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = SubPriority;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);		
}

//中断处理函数
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)
	{

		printf("%d\r\n",cnt1);

		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
	}
}

2.相关库函数

//misc.h
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource);

//stm32f4xx_syscfg.h
void SYSCFG_EXTILineConfig(uint8_t EXTI_PortSourceGPIOx, uint8_t EXTI_PinSourcex);

//stm32f4xx_exti.h
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

<think>好的,我现在需要回答用户关于Java Thread的interrupt方法的作用以及它是否会真正终止线程的问题。用户提供了几个引用资料,我需要仔细分析这些资料,结合自己的知识,给出准确且结构清晰的回答。 首先,根据引用[4],interrupt方法并不会直接中断正在运行的线程,而是设置中断标志位,并在阻塞方法如sleep、wait、join时抛出InterruptedException,同时清除中断状态。这意味着线程不会立即停止,而是需要自己检查中断状态来决定是否退出。这点很重要,说明interrupt更多是一种协作机制,而非强制终止。 接着,引用[5]提到,如果线程处于循环中,可以通过在循环开始处检查isInterrupted()来判断是否被中断。这样线程可以在合适的时机安全退出,而不是被强行终止。这说明正确使用interrupt需要线程自身的配合,比如定期检查中断标志。 然后看引用[3],其中有一个例子,使用volatile boolean变量stop来控制线程停止。但作者指出,如果线程处于阻塞状态,这样的变量可能不会被及时检测到。而interrupt方法在阻塞时会抛出异常,提供了一种唤醒线程的机制,使得线程可以更快响应中断请求。这进一步说明interrupt相比自定义标志位的优势在于处理阻塞情况。 引用[1]中的代码示例展示了典型的处理方式:在捕获InterruptedException后,重新设置中断状态,并退出循环。这表明当线程在阻塞时被中断,可以通过异常处理来安全终止线程,同时保持中断状态的正确性。 引用[2]提到Thread类有三个与interrupt相关的方法,需要区分它们的作用。比如interrupt()设置标志位,isInterrupted()检查标志位,而静态方法interrupted()会清除标志位。这些方法的正确使用对于管理线程状态很关键。 现在,我需要综合这些信息,组织回答的结构。首先解释interrupt方法的作用,然后说明它是否终止线程,接着讨论正确使用的方法,包括异常处理和状态检查,最后对比其他停止线程的方法,如已废弃的stop方法。 需要注意的是,用户可能对interrupt是否立即终止线程存在误解,因此需要明确强调interrupt是协作式的,需要线程自身响应。同时,要指出在阻塞方法中的行为差异,比如抛出异常,而运行中的线程需要主动检查状态。 可能还需要提到interrupt方法的优势,比如安全性,避免资源未释放等问题,与旧方法如stop的不安全性对比。此外,给出示例代码片段,如如何在循环中检查中断状态,或者如何处理InterruptedException,能帮助用户更好理解。 最后,根据用户提供的示例中的格式,生成相关问题,比如如何正确响应中断interrupt与stop的区别,中断异常的处理方式等。</think>### Java线程的`interrupt()`方法详解 #### 作用 1. **设置中断标志位** `interrupt()`方法的核心作用是设置线程的中断状态为`true`,但不会直接终止线程运行[^4]。 2. **唤醒阻塞状态的线程** 若线程因调用`sleep()`、`wait()`、`join()`等方法处于阻塞状态,调用`interrupt()`会触发`InterruptedException`异常,并清除中断标志位(即重置为`false`)[^4][^1]。 #### 是否会真正终止线程? **不会直接终止线程**,需通过以下两种方式协作实现终止: 1. **主动检查中断标志** 在代码逻辑中调用`Thread.currentThread().isInterrupted()`判断中断状态,手动退出线程。例如: ```java while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) { // 执行任务 } ``` [^5] 2. **处理`InterruptedException`异常** 在捕获异常后,通常需要重新设置中断标志以确保后续逻辑能检测到中断: ```java try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); // 重新设置中断状态 System.out.println("线程被中断"); } ``` #### 与`stop()`方法的区别 - **`interrupt()`**:协作式终止,需线程自身响应中断标志,避免资源未释放或数据不一致问题。 - **`stop()`**(已废弃):强制终止线程,可能导致同步代码块未完成或锁未释放,引发不可预测结果[^3]。 --- ### 应用示例 ```java Thread thread = new Thread(() -> { while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) { System.out.println("运行中..."); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); // 恢复中断状态 System.out.println("中断触发异常"); } } System.out.println("线程已终止"); }); thread.start(); thread.interrupt(); // 主线程中断子线程 ``` 输出结果: ``` 运行中... 中断触发异常 线程已终止 ``` --- ### 常见误区 - **误区**:调用`interrupt()`后线程立即终止。 **正解**:需线程主动响应中断状态或处理异常。 - **误区**:`InterruptedException`会完全终止线程。 **正解**:异常仅退出当前阻塞操作,后续代码仍可能继续执行。 ---
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