1.8　如何正确终止线程

线程通过start()方法启动后，会在run()方法执行结束后进入终止状态。

那么我们如何终止一个正在运行的线程呢？大家应该都知道stop()方法，这个方法是不安全的，因为该方法会导致两个问题。

• 立即抛出ThreadDeath异常，在run()方法中任何一个执行指令都可能抛出ThreadDeath异常。

• 会释放当前线程所持有的所有的锁，这种锁的释放是不可控的。

下面来看一段示例代码：

ThreadStopExample演示了通过stop()方法中断一个线程造成的问题，该代码的运行结果如下。

从运行结果可以看出两个问题：

• 在run()方法中，代码System.out.println("the code that it will be executed");还未执行，就因为ThreadDeath异常导致线程中断了，造成业务处理的不完整性。

• 观察内容Running..17103java.lang.ThreadDeath，我们使用的是println()方法，但是这里并没有换行，为什么呢？我们来看一下println()方法的代码。

println()方法包含两个操作，一个操作是输出print(x)，另一个操作是换行，为了保证两个操作的原子性，增加了synchronized同步锁，理论上来说不应该出现问题。但是stop()方法会释放synchronized同步锁，使得这两个操作不是原子的，从而导致newLine()方法还没执行，线程就被中断了。

因此，在实际应用中，一定不能使用stop()方法来中断线程，那么如何安全地实现线程的中断呢？

1.8.1　关于安全中断线程的思考

在Thread中提供了一个interrupt()方法，从名字上来看表示中断线程，但是实际上它并没有像stop()方法那样提供可以直接中断线程的功能，而是基于一个信号量来进行线程中断的通知。在了解interrupt()方法之前，不妨来思考一下，如果我们想让一个线程安全中断，应该怎么做？

实际上，在线程异步运行过程中，该线程的执行情况只有自己知道，如果想要中断一个正在运行的线程，很显然不能直接从外部强制中断，只能由运行的线程自己来决定，这样才能保证中断过程的安全性。为了达到这个目的，我们需要做两件事情。

• 外部线程需要发送一个中断信号给正在运行的线程。

• 正在运行的线程需要根据这个信号来判断是否终止线程。

如图1-7所示，这是对线程安全中断模型的猜想，InterruptThread线程向正在运行的线程RunningThread发送一个中断信号，RunningThread线程收到该信号之后，在run()方法中提供一个信号判断的逻辑，从而达到线程中断的目的。简单来说，只有把线程中断全力交给正在运行的线程，才能真正意义上达到安全中断的目的。

1.8.2　安全中断线程之interrupt

在Thread中提供了一个interrupt()方法，用来向指定线程发送中断信号，收到该信号的线程可以使用isInterrupted()方法来判断是否被中断，具体代码如下。

在上述代码中，创建了一个线程InterruptExample，该线程使用while()循环不断进行空转。while()循环的判断条件是Thread.currentThread().isInterrupted()，它表示当前线程中断的标记状态，默认是false，一旦其他线程通过interrupt()方法对该线程进行中断，那么循环判断条件就会变成true，这会导致while()循环条件被破坏，从而使线程执行结束。

上述代码的输出结果如下。

从这个实例中可以发现，interrupt()方法并没有武断地把运行中的线程停止，而是通过传递标识的方式让运行的线程自己决定是否停止。这意味着该线程在收到该信号后，可以继续把run()方法中的指令运行完成，最后让run()方法安全执行结束，完成线程的中断功能。

1.8.3　如何中断处于阻塞状态下的线程

假设一个线程处于阻塞状态，通过interrupt()方法可以中断吗？答案是可以的，那么怎么做呢？

如果线程因为sleep()、Object.wait()等方法阻塞，而其他线程想通过interrupt()方法对该线程进行中断，那么这个线程必须先被唤醒，否则无法响应中断信号。

在BlockedThreadInterruptExample这个案例中，演示了一个被sleep()方法阻塞的线程的中断过程，代码如下。

上述代码运行后，会输出如下结果，但是线程并没有结束，因为“线程被中断”这句话没有被打印出来。

也就是说，当调用interrupt()方法中断BlockedThreadInterruptExample线程时，该线程抛出了InterruptedException异常，说明interrupt()方法会先唤醒被阻塞的线程。

但是从运行结果来看，中断前后的标识都是false，这是否意味着interrupt()方法无法处理这种情况呢？其实不是，这里仍然涉及中断权问题，当被阻塞的线程被其他线程使用interrupt()方法唤醒时，在抛出InterruptedException异常之前，会先把线程中断状态进行复位，也就是将中断标记变成false。

注意，除InterruptedException被动触发线程复位外，还有一个Thread.interrupted()方法可以主动触发线程中断标识的复位。

这样设计的目的，仍然是把线程中断的选择权交给正在运行的线程，我们可以在捕获的异常中实现一些后置操作，最终决定是否要中断该线程。

因此，我们继续来看BlockedThreadInterruptExample线程，如果在线程抛出InterruptedException异常后，仍然要坚持中断，则再次调用Thread.currentThread().interrupt();即可，具体代码如下。

通过上述代码演示，我们发现对于涉及线程阻塞的方法如Thread.join()、Object.wait()、Thread.sleep()等，都会抛出InterruptedException异常，之所以抛出这个异常，是因为如果需要让一个处于阻塞状态下的线程被中断，那么该线程必然需要先被唤醒并响应中断请求，而InterruptedException就是一种响应方式。

一旦开发者捕获这个异常，就说明当前线程收到了中断请求，我们可以在这个中断异常中，根据实际业务情况进行相应的资源回收及后置处理。需要注意的是，InterruptedException在抛出之前会先对线程中断标识进行复位，目的是让运行的线程自己来决定何时中断。

因此，InterruptedException异常的抛出并不意味着线程必须终止，而是提醒当前线程有中断的操作发生，至于接下来怎么处理取决于线程本身，比如：

• 直接捕获异常不做任何处理。

• 将异常往外抛出。

• 停止当前线程，并打印异常信息。

1.8.4　interrupt()方法的实现原理

在interrupt()方法触发中断之后，从被中断的线程使用Thread.currentThread().isInterrupted()方法来判断中断状态来看，似乎是基于共享一个boolean变量来实现通信的，但是我们通过isInterrupted()方法的源码发现，isInterrupted()方法调用了一个native()方法，返回一个boolean值，代码如下：

native()是一个本地方法，它是非Java语言实现的一个接口，使用C/C++语言在其他文件中定义实现。简单地说，native()方法就是在Java中声明的可以调用非Java语言的方法。

下面我们来看interrupt()方法，发现该方法中也调用了一个interrupt()的本地方法，由此我们不难想象到，线程中断的信号标识是在JVM中实现的，具体代码如下：

于是，笔者下载了hotspot的源码，在Thread.cpp文件中找到interrupt()方法的实现，代码如下。

在Thread::interrupt()方法中最终调用了os::interrupt()方法，这个方法的实现在os_*.cpp文件中，其中“*”代表不同的操作系统，如图1-8所示。由于JVM是跨平台的，所以对于不同的操作系统，线程的调度方式是不一样的。

我们以os_linux.cpp文件为例，找到os::interrupt()方法的定义，代码如下：

上述代码是用C++写的，有些地方读者不一定能看明白，我们主要关注以下两个部分。

• osthread->set_interrupted(true)，设置中断标识为true。

• ((JavaThread*)thread)->parker()->unpark();，unpark()方法用来唤醒线程。

这两个部分正好印证了前面我们使用interrupt()方法实现的效果，其中set_interrupted()方法是在OSThread中定义的，于是我们定位到osThread.hpp文件，找到该方法的定义代码如下：

终于，我们在JVM的源码中看到了_interrupted中断标记，它是使用volatile修饰的int类型的变量，该变量有两个值：1和0，其中1代表true，0代表false。另外，这里还提供了一个interrupted()方法，返回一个中断标识的结果。

如图1-9所示，该图表示interrupt()方法的实现原理，当Thread A调用interrupt()方法时，会调用一个native()方法修改JVM中定义的一个interrupted变量，Thread B通过isInterrupted()方法来获得这个变量的值，进而判断当前的中断状态。注意，interrupted字段使用了volatile修饰，表示它提供了可见性保障。