【Java并发编程】之三:线程挂起、恢复与终止的正确方法(含代码)

    xiaoxiao2022-06-28  20

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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:

    [java]  view plain  copy   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:

    [java]  view plain  copy   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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