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Java并发编程(3):线程挂起、恢复与终止的正确方法(含代码)

Java并发编程(3):线程挂起、恢复与终止的正确方法(含代码)

作者: linux服务器开发 | 来源:发表于2018-11-06 14:31 被阅读15次

    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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