Java多线程17：中断机制

概述

之前讲解Thread类中方法的时候，interrupt()、interrupted()、isInterrupted()三个方法没有讲得很清楚，只是提了一下。现在把这三个方法同一放到这里来讲，因为这三个方法都涉及到多线程的一个知识点----中断机制。

Java没有提供一种安全、直接的方法来停止某个线程，而是提供了中断机制。中断机制是一种协作机制，也就是说通过中断并不能直接终止另一个线程，而需要被中断的线程自己处理。有个例子举个蛮好，就像父母叮嘱出门在外的子女要注意身体一样，父母说了，但是子女是否注意身体、如何注意身体，还是要看自己。

中断机制也是一样的，每个线程对象里都有一个标识位表示是否有中断请求（当然JDK的源码是看不到这个标识位的，是虚拟机线程实现层面的），代表着是否有中断请求。

三个中断方法

上面说了，中断标识位是JDK源码看不到的，是虚拟机线程实现层面的。下面结合代码逐一看一下这三个方法的作用，以及为什么中断标识位是虚拟机实现层面的：

1、interrupt()

public void interrupt() {
    if (this != Thread.currentThread())
        checkAccess();

    synchronized (blockerLock) {
        Interruptible b = blocker;
        if (b != null) {
        interrupt0();        // Just to set the interrupt flag
        b.interrupt();
        return;
        }
    }
    interrupt0();
    }

/* Some private helper methods */
private native void setPriority0(int newPriority);
private native void stop0(Object o);
private native void suspend0();
private native void resume0();
private native void interrupt0();

分两部分看：

（1）第一部分的第8行注释说得很清楚了，interrupt0()方法的作用是"Just to set the interrupt flag"，即方法的作用仅仅是设置中断标识位

（2）第二部分的第6行就是interrupt0()方法的原型，由于方法是被native修饰的，很明显这是一个本地方法，是Java虚拟机实现的

2、isInterrupted()

方法唯一的作用只是测试线程是否已经中断，中断标识位的状态并不受到该方法的影响，看一下Java是如何实现这个方法的：

/**
 * Tests whether this thread has been interrupted.  The <i>interrupted
 * status</i> of the thread is unaffected by this method.
 *
 * <p>A thread interruption ignored because a thread was not alive 
 * at the time of the interrupt will be reflected by this method 
 * returning false.
 *
 * @return  <code>true</code> if this thread has been interrupted;
 *          <code>false</code> otherwise.
 * @see     #interrupted()
 * @revised 6.0
 */
public boolean isInterrupted() {
return isInterrupted(false);
}

private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);

注意一下第一部分的第2行和第3行，"The interrupted statis of the thread is unaffected by this method"，即线程的中断状态不受到这个方法的影响。最终调用的是isInterrupted(boolean ClearInterrupted)，这个方法是一个native的，看得出也是Java虚拟机实现的。方法的参数ClearInterrupted，顾名思义，清除中断标识位，这里传递false，明显就是不清除

3、interrupted()

方法的作用是测试当前线程是否已经中断，线程的中断标识位由该方法清除。换句话说，连续两次调用该方法的返回值必定是false。看一下这个方法是如何实现的：

/**
 * Tests whether the current thread has been interrupted.  The
 * <i>interrupted status</i> of the thread is cleared by this method.  In
 * other words, if this method were to be called twice in succession, the
 * second call would return false (unless the current thread were
 * interrupted again, after the first call had cleared its interrupted
 * status and before the second call had examined it).
 *
 * <p>A thread interruption ignored because a thread was not alive 
 * at the time of the interrupt will be reflected by this method 
 * returning false.
 *
 * @return  <code>true</code> if the current thread has been interrupted;
 *          <code>false</code> otherwise.
 * @see #isInterrupted()
 * @revised 6.0
 */
public static boolean interrupted() {
return currentThread().isInterrupted(true);

private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);

同样，第2行和第3行的注释已经写得很清楚了，"The interrupted status of the thread is cleared by this method"，即线程的中断状态由此方法清除。另外，interrupted()方法和isInterrupted()方法调用的是同一个native方法，无非这个方法传入的是true，表示清除中断标识位

此外，JDK API中有些类的方法也可能会调用中断，比如FutureTask的cancel，如果传入true则会在正在运行的异步任务上调用interrupt()方法，又如ThreadPoolExecutor中的shutdownNow方法会遍历线程池中的工作线程并调用线程的interrupt()方法。这些场景下只要代码没有对中断作出响应，那么任务将一直执行下去。

中断处理时机

这其实是一个很宽泛的、没有标注答案的话题。显然，作为一种协作机制，不会强求被中断的线程一定要在某个点进行中断处理。实际上，被中断线程只需要在合适的时候处理即可，如果没有合适的时间点，甚至可以不处理。"合适的时间点"就和业务逻辑密切相关了。

处理时机决定着程序的效率和响应的灵敏度。频繁的检查中断可能会导致程序执行效率低下，较少的检查则可能导致中断请求得不到及时响应。在实际场景中，如果性能指标比较关键，可能需要建立一个测试模型来分析最佳的中断检测点，以平衡性能和响应灵敏性。

线程中断举例

写了这么多理论，写一个例子来演示一下中断：

public static void main(String[] args) throws Exception
{
    Runnable runnable = new Runnable()
    {
        public void run()
        {
            while (true)
            {
                if (Thread.currentThread().isInterrupted())
                {
                    System.out.println("线程被中断了");
                    return ;
                }
                else
                {
                    System.out.println("线程没有被中断");
                }
            }
        }
    };
    Thread t = new Thread(runnable);
    t.start();
    Thread.sleep(3000);
    t.interrupt();
    System.out.println("线程中断了，程序到这里了");
}

看一下运行结果：

...
线程没有被中断
线程没有被中断
线程没有被中断
线程没有被中断
线程没有被中断
线程中断了，程序到这里了
线程被中断了

代码分为以下几步：

1、main函数起一个t线程

2、main函数3秒钟之后给t线程打一个中断标识位，表示t线程要中断

3、t线程无限轮询自己的中断标识位，中断了则打印、退出，否则一直运行

从控制台上打印的语句看到，3秒钟中断后，打印出该打印的语句后，就停止了。那这种场景就是前面说的"频繁地检查"，导致程序效率低下；那如果不频繁地检查呢，比如在while中的else分支中加上Thread.sleep(500)，表示500ms即0.5s检查一次，那这种场景就是前面说的"中断得不到及时的响应"。

其实这个例子中，t线程完全可以不用去管这个中断标识位的，不去检查就好了，只管做自己的事情，这说明中断标识位设不设置是别人的事情，处不处理是我自己的事情，没有强制要求必须处理中断。

但是，那些会抛出InterruptedException的方法要除外。像sleep、wait、notify、join，这些方法遇到中断必须有对应的措施，可以直接在catch块中处理，也可以抛给上一层。这些方法之所以会抛出InterruptedException就是由于Java虚拟机在实现这些方法的时候，本身就有某种机制在判断中断标识位，如果中断了，就抛出一个InterruptedException。