Java并发编程(3):线程挂起、恢复与终止的正确方法(含代码)

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:

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:

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。

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1 条评论

  1. kkdev 说道:

    感谢博主的分享,但是看了这段代码,觉得全部输出true是基于以下两种情况。情况一:asr.suspendRequest()先执行, waitWhileSuspended()后执行,那么能保证在检查两个值是否相等时,不会进行变量相加。情况二:waiteWhileSuspended()先执行,asr.suspendRequest() 后执行,是通过Main:sleep时间大于stepOne:sleep时间,保证在检查两值是否相等前,setpOne与setpTwo能一起执行完。
    而博主所说的 “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;” 这里的情况一,我觉得分析有误,还请博主指教。

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