Java中的中断机制

本篇文章写于2021年12月11日，从公众号｜掘金｜CSDN手工同步过来（博客搬家），本篇为原创文章。

在Java中，用于终止一个正在运行中的线程，并非调用stop方法，而是自行设置一个标志位，在安全点检测标志位，决定是否退出，但也可能会因为线程被挂起，无法走到标志位。因此，Java线程提供了中断机制，Thread类提供了中断线程执行的调用方法：interrupt，用于中断因线程挂起的等待，调用interrupt方法后，线程会被唤醒，待下次cpu调度就会继续执行中断后的代码。

我们经常会调用Thread#sleep、Object#wait、Queue#poll等方法，并要求我们处理InterruptedException异常。 那么，抛出InterruptedException后，线程会终止吗？

如果不捕获InterruptedException，那么线程就会因为异常终止，是因为异常终止，并不是因为被中断。如果捕获了InterruptedException，那么线程就不会终止。

中断，其实只是jvm用于唤醒因锁竞争、I/O操作、休眠等待被挂起的线程，并设置一个中断标志，我们可以利用这个标志去做一些处理。比如，当我们发送消息给远程服务器，并休眠等待结果时，如果线程被唤醒，并设置了中断标志，此时我们可以知道，并非等到结果被唤醒的，而是被中断唤醒的，可以决定是继续等待结果，还是放弃等待。

xxl-job提供取消任务操作，而任何运行中的线程，都只能利用中断机制去结束线程任务，所以我们想要任务支持被取消，那么在写定时任务时，一定要考虑清楚，是不是应该捕获InterruptedException，如何利用中断标志结束任务，否则将会导致任务无法被取消。

我们来看个案例：

@Test
public void test() {
    ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    Future<?> future = executorService.submit(() -> {
        while (true) {
            System.out.println( "rung....." );
            ThreadUtils.sleep(1000);
        }
    });
    ThreadUtils.sleep(1000);
    future.cancel(true);
    try {
        future.get();
    } catch (InterruptedException | CancellationException | ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    ThreadUtils.sleep(1000 * 60);
}

此案例创建了只有一个线程的线程池，提交了一个死循序任务，该任务只调用ThreadUtils.sleep方法进入休眠。平常我们调用Thread.sleep方法都要求是否捕获中断异常，很多时候我们都会嫌弃麻烦，就用一个工具类提供sleep方法，然后将中断异常捕获，如ThreadUtils：

public class ThreadUtils {
    public static void sleep(long millis) {
        try {
            Thread.sleep(millis);
        } catch (InterruptedException ignored) {
        }
    }
}

此案例中，由于我们捕获了中断异常，因此这会导致任务并不会被终止，只是当我们调用future的get方法时会抛出CancellationException异常，如下图所示。

截屏2021-12-11 16.56.18.png

任务依然在运行中……

因此，在实际开发中，如果我们开发的Job也是如此，将会导致Job无法被中断取消，直至Job执行完成或者重启。在开发Job时，应当合理考虑是否要捕获中断异常。

如果我们希望案例中的任务能够被终止，我们可以这样处理：

@Test
public void test() {
    ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    Future<?> future = executorService.submit(() -> {
        while (true) {
            System.out.println( "rung....." );
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.err.println( "interrupted" );
                return; // 退出死循环
            }
        }
    });
    ThreadUtils.sleep(1000);
    future.cancel(true);
    try {
        future.get();
    } catch (InterruptedException | CancellationException | ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    ThreadUtils.sleep(1000 * 60);
}

关于Thread的interrupt方法，注释描述的大致意思如下：

如果被中断的线程，当前是调用Object#wait、Thread#join、Thread#sleep方法，将收到InterruptedException，并且会清除中断标志；
如果此线程在I/O操作中（指java nio）被阻塞，调用interrupt方法通道将被关闭，线程将收到一个ClosedByInterruptException，并且会设置中断标志；
….

怎么理解中断标志呢？

“如果被中断的线程，当前是调用Object#wait、Thread#join、Thread#sleep方法，将收到InterruptedException，并且会清除中断标志”，案例中的代码正好符合这点，如果我们将案例代码改为如下：

@Test
public void test() {
    ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    Future<?> future = executorService.submit(() -> {
        while (!Thread.interrupted()) {
            System.out.println( "rung....." );
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.err.println( "interrupted" );
            }
        }
    });
    ThreadUtils.sleep(1000);
    future.cancel(true);
    try {
        future.get();
    } catch (InterruptedException | CancellationException | ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    ThreadUtils.sleep(1000 * 60);
}

执行这段代码你会发现，死循环根本没有退出，正是因为Thread#sleep方法被中断，JVM并不会设置中断标志，只是抛出InterruptedException异常。

其它情况下，JVM只会设置中断标志，并不会抛出InterruptedException。如果我们不处理中断信号，那么中断信号并不会影响程序的继续执行。

@Test
public void test2() {
    ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    Future<?> future = executorService.submit(() -> {
        int number = 0;
        while (!Thread.interrupted()) {
            number++;
        }
        System.out.println(number);
    });
    ThreadUtils.sleep(1000);
    future.cancel(true);
    try {
        future.get();
    } catch (InterruptedException | CancellationException | ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    ThreadUtils.sleep(1000 * 60);
}

此案例并没有I/O操作导致的阻塞，因为调用中断方法后，线程只是设置了中断标志，我们用中断标志作为循序的退出条件，运行此案例，我们将看到，线程中断后，任务终止。反之，如果我们不处理中断标志，那么就等着IDEA进程卡掉吧。

Java中的中断机制

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