Java线程中断的本质深入理解

Java的中断是一种协作机制。也就是说调用线程对象的interrupt方法并不一定就中断了正在运行的线程，它只是要求线程自己在合适的时机中断自己。

一、Java中断的现象 
首先，看看Thread类里的几个方法： 

上面列出了与中断有关的几个方法及其行为，可以看到interrupt是中断线程。如果不了解Java的中断机制，这样的一种解释极容易造成误解，认为调用了线程的interrupt方法就一定会中断线程。

线程对象的interrupt方法并不一定就中断了正在运行的线程，它只是要求线程自己在合适的时机中断自己。每个线程都有一个boolean的中断状态（不一定就是对象的属性，事实上，该状态也确实不是Thread的字段），interrupt方法仅仅只是将该状态置为true

经运行可以发现，程序抛出异常停止了，run方法里的后两条打印语句没有执行。那么，区别在哪里？

一般说来，如果一个方法声明抛出InterruptedException，表示该方法是可中断的（没有在方法中处理中断却也声明抛出 InterruptedException的除外），也就是说可中断方法会对interrupt调用做出响应（例如sleep响应interrupt的操 作包括清除中断状态，抛出InterruptedException）。

如果interrupt调用是在可中断方法之前调用，可中断方法一定会处理中断，像上面的例子，interrupt方法极可能在run未进入sleep的 时候就调用了，但sleep检测到中断，就会处理该中断。如果在可中断方法正在执行中的时候调用interrupt，会怎么样呢？这就要看可中断方法处理 中断的时机了，只要可中断方法能检测到中断状态为true，就应该处理中断。让我们为开头的那段代码加上中断处理。 

那么自定义的可中断方法该如何处理中断呢？那就是在适合处理中断的地方检测线程中断状态并处理。

这段代码中检测中断用了Thread的静态方法interrupted，它将中断状态置为false，并将之前的状态返回，而isInterrupted只是检测中断，并不改变中断状态。一般来说，处理过了中断请求，应该将其状态置为false。但具体还要看实际情形。 

二、Java中断的本质 
在历史上，Java试图提供过抢占式限制中断，但问题多多，例如已被废弃的 Thread.stop、Thread.suspend和 Thread.resume等。另一方面，出于Java应用代码的健壮性的考虑，降低了编程门槛，减少不清楚底层机制的程序员无意破坏系统的概率。 

如今，Java的线程调度不提供抢占式中断，而采用协作式的中断。其实，协作式的中断，原理很简单，就是轮询某个表示中断的标记，我们在任何普通代码的中都可以实现。

通常情况下，调用线程的interrupt方法，并不能立即引发中断， 只是设置了JVM内部的中断标记。因此，通过检查中断标记，应用程序可以做一些特殊操作，也可以完全忽略中断。 

你可能想，如果JVM只提供了这种简陋的中断机制，那和应用程序自己定义中断变量并轮询的方法相比，基本也没有什么优势。

JVM内部中断变量的主要优势，就是对于某些情况，提供了模拟自动“中断陷入”的机制。 

在执行涉及线程调度的阻塞调用时（例如wait、sleep和join），如果发生中断，被阻塞线程会“尽可能快的”抛出InterruptedException。因此，我们就可以用下面的代码框架来处理线程阻塞中断：

所谓“尽可能快”，我猜测JVM就是在线程调度调度的间隙检查中断变量，速度取决于JVM的实现和硬件的性能。  

三、一些不会抛出 InterruptedException 的线程阻塞操作 
然而，对于某些线程阻塞操作，JVM并不会自动抛出InterruptedException异常。例如，某些I/O操作和内部锁操作。对于这类操作，可以用其他方式模拟中断： 
1）java.io中的异步socket I/O 
读写socket的时候，InputStream和OutputStream的read和write方法会阻塞等待，但不会响应java中断。不过，调用Socket的close方法后，被阻塞线程会抛出SocketException异常。 
2）利用Selector实现的异步I/O 
如果线程被阻塞于Selector.select（在java.nio.channels中），调用wakeup方法会引起ClosedSelectorException异常。 
3）锁获取 
如果线程在等待获取一个内部锁，我们将无法中断它。但是，利用Lock类的lockInterruptibly方法，我们可以在等待锁的同时，提供中断能力。

 四、两条编程原则 
另外，在任务与线程分离的框架中，任务通常并不知道自身会被哪个线程调用，也就不知道调用线程处理中断的策略。所以，在任务设置了线程中断标记后，并不能确保任务会被取消。因此，有以下两条编程原则： 
1）除非你知道线程的中断策略，否则不应该中断它。 
这条原则告诉我们，不应该直接调用Executer之类框架中线程的interrupt方法，应该利用诸如Future.cancel的方法来取消任务。

2）任务代码不该猜测中断对执行线程的含义。 
这条原则告诉我们，一般代码遇在到InterruptedException异常时，不应该将其捕获后“吞掉”，而应该继续向上层代码抛出。 
总之，Java中的非抢占式中断机制，要求我们必须改变传统的抢占式中断思路，在理解其本质的基础上，采用相应的原则和模式来编程。 

interrupt() 与 cancel()的区别

   两者实际上都是中断线程，但是后者更安全、有条理和高效，其原因跟推荐使用​​Executor​​​而不直接使用Thread类是一致的。所以结合上面讲到的原则，我们应尽量采用cancel()方法，调用线程管理器ExecutorService接口的​​submit​​​(​​Runnable​​ task) 方法会返回一个Future<?>对象，然后调用Future.cancel()的方法来取消任务，并返回一个boolean值。

Object类的wait方法的API：抛出：
IllegalMonitorStateException - 如果当前的线程不是此对象监视器的所有者。
InterruptedException - 如果在当前线程等待通知之前或者正在等待通知时，另一个线程中断了当前线程。在抛出此异常时，当前线程的中断状态 被清除。

 wait
public final void wait()
throws InterruptedException在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前，导致当前线程等待。换句话说，此方法的行为就好像它仅执行 wait(0) 调用一样。
当前线程必须拥有此对象监视器。该线程发布对此监视器的所有权并等待，直到其他线程通过调用 notify 方法，或 notifyAll 方法通知在此对象的监视器上等待的线程醒来。然后该线程将等到重新获得对监视器的所有权后才能继续执行。

对于某一个参数的版本，实现中断和虚假唤醒是可能的，而且此方法应始终在循环中使用：

synchronized (obj) {
while (<condition does not hold>)
obj.wait();
... // Perform action appropriate to condition
}
此方法只应由作为此对象监视器的所有者的线程来调用。有关线程能够成为监视器所有者的方法的描述，请参阅 notify 方法。

抛出：
IllegalMonitorStateException - 如果当前线程不是此对象监视器的所有者。
InterruptedException - 如果在当前线程等待通知之前或者正在等待通知时，任何线程中断了当前线程。在抛出此异常时，当前线程的中断状态 被清除。