- 1 需要线程退出的常见场景
- 2 优雅关闭 or 强行关闭
- 3 其他语言和 Java 语言退出线程的方式
- 4 优雅退出线程
- 5 总结
JDK 在线程的 Stop 方法时明确不得强行销毁一个线程,要优雅的退出线程。
何谓优雅退出线程,即业务将进行中请求正确被处理,取消待执行请求,执行资源回收,最终 Thread Runable run
方法 return 结束执行。
首先问为什么要退出一个线程,再提问如何退出一个线程
1 需要线程退出的常见场景
- 任务执行完成,或异常终止,任务认为无需再占用线程。
- 线程池根据当前任务执行情况,伸缩线程池。当任务执行较少时,退出空闲的线程。
- 服务或进程在关闭阶段,例如滚动发布时,需要退出线程、关闭线程池、关闭进程。
- 定时任务、周期任务需要终止执行时,需要退出当前线程。或者退出当前任务的执行。
总之既然能创建一个线程,就会有退出一个线程的能力。也会有退出线程的场景。
关闭一个线程的方式分为两种类型:通知线程主动关闭和强行关闭销毁线程。
2 优雅关闭 or 强行关闭
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实际上强行关闭一个线程,坏处很多,假如要释放分布式锁前,突然关闭线程,那么这个分布式锁就无法释放。导致后续正常请求加锁失败被阻塞,影响用户提单等。强行关闭一个线程无异于给服务器直接断电。
3 其他语言和 Java 语言退出线程的方式
除了 Java 其他语言如何退出线程呢,实际上每一种实现方式都有。例如 C++ 中可以通过 ExitThread、TerminateThread 强行终止线程执行。linux 既提供了 pthread_exit C 语言系统调用强行关闭线程,也提供了 pthread_cancel
通知线程关闭等优雅退出方式。
Java 也分别提供优雅和强制两种退出方式,但是目前 JDK 中明确极不推荐强制中断线程,在 Thread.stop()
强制中断线程的注释中, JDK 这样解释
Thread.stop()
这种方法本身就是不安全的,Stop 一个线程会随之解锁这个线程所持有的监视器(可以理解为锁),如果受这些监视器(锁)保护的临界对象处在不一致状态,则其他线程可能会看到这些对象处于不一致状态,那么将导致未知的行为。对Thread.Stop()
的调用应该被简单的代码代替,例如 修改一个变量,目标线程定期检查这个变量,有序从 run 方法 return 出来。如果目标线程在一个条件变量上 wait,则其他线程应该使用 interrupt 方法中断目标线程。
实际上关闭一个线程强行和通知是两种理念,即是否应该相信线程任务的开发者优雅的、快速的主动退出线程,而不是被其他线程强制终止。在 Java 中,退出线程的方式只有一种推荐,即优雅退出,并且 JDK 也给了建议,通过修改变量,由目标线程定期检查状态。或者通过 interrupt 中断方式通知目标线程。
下面我们探讨下如何优雅退出一个线程?
4 优雅退出线程
有哪些方式呢?
业务系统经常遇到终止一个任务的诉求,例如系统中存在定时任务,例如外卖券包在过期后,未使用的金额,自动给用户退款。假设任务执行中,我需要重新制定任务的入参,需要先终止任务。如何做呢?
大部分任务类代码都会循环处理,例如扫描全表执行某个业务逻辑。一定存在循环处理的场景,可以在循环入口处判断任务是否需要终止执行,这样通过控制这个字段,我们就可以终止任务执行。
具体实施时,可以通过配置中心控制某一个任务是否要终止。
while(config.isTaskEnable()) {
//从配置中心获取任务是否要终止
//循环执行业务逻辑。直到执行完成退出,或者被终止。
}
这种退出方式,是告知线程 “你应该在合适时机退出”, 由线程自己选择在合适的时机检查该状态。那么开发者在设计任务代码时,就要提前设计 合理的退出点,在退出点检查是否需要退出。
JDK 中提到了如果目标线程没有处于运行态,而是处于阻塞状态,自然无法检查退出的状态标记,如何通知这个线程退出呢?
JDK: 如果目标线程在一个条件变量上 wait,则其他线程应该使用 interrupt 方法中断目标线程。
interrupt 的 JDK 注释提到,
如果其他线程调用目标线程的 interrupt 方法,
- 恰好目标线程在调用。
Object.wait()
,object.join ()
,Object.sleep()
等方法时,目标线程的中断位标记被清除,同时目标线程会立即从 sleep、wait 等调用中恢复,并且被抛出InterruptException
。 - 如果目标线程在 IO 操作中被阻塞,例如
io.channels.InterruptibleChannel
,Channel 将被关闭,线程的中断位被设置,同时目标线程收到java.nio.channels.ClosedByInterruptException
。 - 如果目标线程被阻塞在
java.nio.channels.Selector
,线程中断状态被设置,然后目标线程立即从 select 中返回非零值。 - 如果其他条件都不成立,该线程中断位会被设置。
线程中断位标记了当前线程是否处于被中断状态,并且提供了 Thread.isInterrupted
方法查看当前是否处于中断位?那为什么目标线程阻塞在 Object.wait()
,Sleep()
方法时,抛出了 interruptException
,会取消标记呢?实际上 interrupt 操作执行两件事,1)设置中断位标记 2)通过 unpark 唤醒目标线程(park 和 unpark 分别可以阻塞线程和唤醒线程)。
然而目标线程醒来时会检查当前是否处于中断位,如果是 sleep 或者 wait 操作。如果处于中断位则取消中断位,抛出异常。取消中段位的原因应该是一种规范,即抛出中断异常,即通知了线程中断,无需再用中段位标记。
其他场景 2、场景 3 在被唤醒后,分别执行对应的中断响应策略。
interrupt 中断逻辑是确定的,业务线程要考虑自己是否调用了 sleep、wait 或者 io、selector 等操作,根据不同的场景,选择自己合适的中断响应策略。
那么推荐业务线程如何响应中断呢?
立即响应中断
- 目标线程的任务在
InterruptedException
异常处理中,要主动回收资源,打印日志,退出任务执行。 - 目标线程如果没有阻塞操作,例如 sleep、wait。可以通过
Thread.isInterrupted()
,查看当前中断位状态,如果被中断了,则采取以上第一步操作。
忽略中断,交给上一层处理
所谓上一层,可以理解为是调用堆栈的上一层,例如本层代码不负责处理中断这个场景,那么 Interrupt 异常被抛出后,可以选择如何方案:
- 抛出
InterruptedException
给上层,由上层代码处理。 - 调用
Thread.interrupt()
。重新设置中断位标记 (自己中断自己)。由上游代码在本层方法返回后,检查中断位标记,进行中断处理。
当然最推荐的方式还是抛出 InterruptedException
,让上游感知到下游调用链中存在阻塞,让上游对中断异常进行处理。
千万不要吞掉中断
什么是吞掉中断?例如当 sleep 抛出 InterruptedException
后,忽略异常,不执行任何操作,继续执行业务逻辑。
for (int i = 0; i < cnt; i++) {
try {
//执行业务逻辑
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("被中断");
}
System.out.println("子线程执行中");
}
如果这样处理,中断异常被忽略,中断标记位也被忽略。即便上游方法对中断有处理策略,也无法感知到中断。例如上游调用可能会判断。
while(true){
callChildMethod();//调用下游方法,但是下游吞掉了中断
if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
//回收资源,退出线程
}
}
有人会问,既然上层都能知道处理中断,为什么下层方法开发者会不记得抛出中断或重置中断位呢?
因为上下两层,很可能不是一个开发者。例如上层是通用的框架代码,定义了任务的指定逻辑,提供了扩展点方法,下游只需要实现扩展方法即可。但是另一个开发者在实现扩展点方法时,吞掉了中断异常,导致本来框架层已经处理好中断了,但还是无法响应中断。
所以中断的响应是需要上下层,每一层代码逻辑都需要考虑的事情。就算框架层处理好中断异常处理,业务逻辑层也要关注中断处理。
最后提醒一下,Thread.interrupted
方法会返回当前中断标记,并且取消中断位。如果只查询中断位,不想清理,可以使用 Thread.isInterrupted()
。
5 总结
- 不推荐强制销毁线程,会导致资源无法被释放,进行中请求无法正常处理完,导致业务数据处于不可知的状态。
- Java 推荐优雅退出线程。
- 业务层可以使用字段标记,定期检查是否需要退出任务。
Thread.interrupt
中断目标线程、isInterrupted
查询中断位标记。- 使用
Thread.interrupt
处理中断也可以优雅退出,但需要上下层堆栈都要关注中断,不得吞掉中断。