引言

如果对 Java 中断没有一个全面的了解，可能会误以为被中断的线程将立马退出运行，但事实并非如此。

中断机制是如何工作的？捕获或检测到中断后，是抛出 InterruptedException 还是重设中断状态以及在方法中吞掉中断状态会有什么后果？

Thread.stop 与中断相比又有哪些异同？

什么情况下需要使用中断？

线程池中的异常如何处理？

中断处理的最佳实践？

线程中断基础知识

1、interrupt()

interrupt方法用于中断线程。调用该方法的线程的状态为将被置为"中断"状态。

注意：线程中断仅仅是置线程的中断状态位，不会停止线程。需要用户自己去监视线程的状态为并做处理。支持线程中断的方法（也就是线程中断后会抛出interruptedException的方法）就是在监视线程的中断状态，一旦线程的中断状态被置为“中断状态”，就会抛出中断异常。

2、interrupted() 和 isInterrupted()

首先看一下API中该方法的实现：

public static boolean interrupted() { return currentThread().isInterrupted(true);}

该方法就是直接调用当前线程的isInterrupted(true)的方法。

然后再来看一下 API 中 isInterrupted 的实现：

public boolean isInterrupted() {return isInterrupted(false);}

该方法却直接调用当前线程的isInterrupted(false)的方法。

因此这两个方法有两个主要区别：

interrupted 是作用于当前线程，isInterrupted 是作用于调用该方法的线程对象所对应的线程。（线程对象对应的线程不一定是当前运行的线程。例如我们可以在A线程中去调用B线程对象的isInterrupted方法。）

这两个方法最终都会调用同一个方法-----isInterrupted(Boolean 参数)，只不过参数固定为一个是true，一个是false；

注意： isInterrupted(Boolean 参数) 是 isInterrupted() 的重载方法。

由于第二个区别主要体现在调用的方法的参数上，让我们来看一看这个参数是什么含义

先来看一看被调用的方法 isInterrupted(boolean arg)（Thread类中重载的方法）的定义：

private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);

原来这是一个本地方法，看不到源码。不过没关系，通过参数名ClearInterrupted我们就能知道，这个参数代表是否要清除状态位。

如果这个参数为true，说明返回线程的状态位后，要清掉原来的状态位（恢复成原来情况）。这个参数为false，就是直接返回线程的状态位。

这两个方法很好区分，只有当前线程才能清除自己的中断位（对应interrupted（）方法）

验证例子

public class Interrupt {  public static void main(String[] args) throws Exception {  
        Thread t = new Thread(new Worker());  
        t.start();  
          
        Thread.sleep(200);  
        t.interrupt();  
          
        System.out.println("Main thread stopped.");  }  
      public static class Worker implements Runnable {  public void run() {  
            System.out.println("Worker started.");  
              try {  
                Thread.sleep(500);  } catch (InterruptedException e) {  
                System.out.println("Worker IsInterrupted: " +   
                        Thread.currentThread().isInterrupted());  }  
              
            System.out.println("Worker stopped.");  }  }  }

内容很简答：主线程main启动了一个子线程Worker，然后让worker睡500ms，而main睡200ms，之后main调用worker线程的interrupt方法去中断worker，worker被中断后打印中断的状态。

下面是执行结果：

Worker started.  
Main thread stopped.  
Worker IsInterrupted: false  
Worker stopped.

Worker明明已经被中断，而isInterrupted()方法竟然返回了false，为什么呢？

InterruptedException 描述

在stackoverflow上搜索了一圈之后，发现有网友提到：可以查看抛出InterruptedException方法的JavaDoc（或源代码），于是我查看了Thread.sleep方法的文档，doc中是这样描述这个InterruptedException异常的：

InterruptedException - if any thread has interrupted the current thread. The interrupted status of the current thread is cleared when this exception is thrown.

结论：interrupt方法是用于中断线程的，调用该方法的线程的状态将被置为"中断"状态。

注意：线程中断仅仅是设置线程的中断状态位，不会停止线程。所以当一个线程处于中断状态时，如果再由wait、sleep以及jion三个方法引起的阻塞，那么JVM会将线程的中断标志重新设置为false，并抛出一个InterruptedException异常，然后开发人员可以中断状态位“的本质作用-----就是程序员根据try-catch功能块捕捉jvm抛出的InterruptedException异常来做各种处理，比如如何退出线程。总之interrupt的作用就是需要用户自己去监视线程的状态位并做处理。”

小结

Thread.currentThread().interrupt(); 这个用于清除中断状态，这样下次调用Thread.interrupted()方法时就会一直返回为true，因为中断标志已经被恢复了。

而调用isInterrupted()只是简单的查询中断状态，不会对状态进行修改。

interrupt（）是用来设置中断状态的。返回true说明中断状态被设置了而不是被清除了。我们调用sleep、wait等此类可中断（throw InterruptedException）方法时，一旦方法抛出InterruptedException，当前调用该方法的线程的中断状态就会被jvm自动清除了，就是说我们调用该线程的isInterrupted 方法时是返回false。如果你想保持中断状态，可以再次调用interrupt方法设置中断状态。这样做的原因是，java的中断并不是真正的中断线程，而只设置标志位（中断位）来通知用户。如果你捕获到中断异常，说明当前线程已经被中断，不需要继续保持中断位。

interrupted是静态方法，返回的是当前线程的中断状态。

例如，如果当前线程被中断（没有抛出中断异常，否则中断状态就会被清除），你调用interrupted方法，第一次会返回true。然后，当前线程的中断状态被方法内部清除了。第二次调用时就会返回false。如果你刚开始一直调用isInterrupted，则会一直返回true，除非中间线程的中断状态被其他操作清除了。

多线程中的异常处理

思考下面的问题

1. 在java启动的线程里可以抛出异常吗？

2. 在启动的线程里可以捕捉异常吗？

3. 如果可以捕捉异常，对于checked exception和unchecked exception，他们分别有什么的处理方式呢？

线程里抛出异常

我们可以尝试一下在线程里抛异常。

按照我们的理解，假定我们要在某个方法里抛异常，需要在该定义的方法头也加上声明。那么一个最简单的方式可能如下：

public class Task implements Runnable {  
  @Override  public void run() throws Exception {  int number0 = Integer.parseInt("1");  throw new Exception("Just for test");  }  }

可是，如果我们去编译上面这段代码，会发现根本就编译不过去的。系统报的错误是：

Task.java:3: error: run() in Task cannot implement run() in Runnable  
    public void run() throws Exception {  
                ^  
  overridden method does not throw Exception  
1 error

由此我们发现这种方式行不通。也就是说，在线程里直接抛异常是不行的。

可是，这又会引出一个问题，如果我们在线程代码里头确实是产生了异常，那该怎么办呢？

比如说，我们通过一个线程访问一些文件或者对网络进行IO操作，结果产生了异常。或者说访问某些资源的时候系统崩溃了。这样的场景是确实可能会发生的，我们就需要针对这些情况进行进一步的讨论。

异常处理的几种方式

在前面提到的几种在线程访问资源产生了异常的情况。我们可以看，比如说我们访问文件系统的时候，会抛出IOException, FileNotFoundException等异常。我在访问的代码里实际上是需要采用两种方式来处理的。一种是在使用改资源的方法头增加throws IOException, FileNotFoundException等异常的修饰。还有一是直接在这部分的代码块增加try/catch部分。由前面我们的讨论已经发现，在方法声明加throws Exception的方式是行不通的。

那么就只有使用try/catch这么种方式了。

另外，我们也知道，在异常的处理上，一般异常可以分为checked exception和unchecked exception。

作为unchecked exception，他们通常是指一些比较严重系统错误或者系统设计错误，比如Error, OutOfMemoryError或者系统直接就崩溃了。

对于这种异常发生的时候，我们一般是无能为力也没法恢复的。

那么这种情况发生，我们会怎么来处理呢？

checked exception

直接使用 try-catch 进行处理即可，后文也会对这个进行详解。

此处暂时不做展开。

unchecked exception

对于这种unchecked exception，相对来说就会不一样一点。

setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler)

实际上，在Thread的定义里有一个实例方法：setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler). 这个方法可以用来处理一些unchecked exception。那么，这种情况的场景是如何的呢？

setUncaughtExceptionHandler()方法相当于一个事件注册的入口。

在jdk里面，该方法的定义如下：

public void setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh) {  checkAccess();  
    uncaughtExceptionHandler = eh;  }

而UncaughtExceptionHandler则是一个接口，它的声明如下：

public interface UncaughtExceptionHandler {  /** 
     * Method invoked when the given thread terminates due to the 
     * given uncaught exception. 
     * <p>Any exception thrown by this method will be ignored by the 
     * Java Virtual Machine. 
     * @param t the thread 
     * @param e the exception 
    */  void uncaughtException(Thread t, Throwable e);  }

在异常发生的时候，我们传入的UncaughtExceptionHandler参数的uncaughtException方法会被调用。

综合前面的讨论，我们这边要实现handle unchecked exception的方法的具体步骤可以总结如下：

1. 定义一个类实现UncaughtExceptionHandler接口。在实现的方法里包含对异常处理的逻辑和步骤。

2. 定义线程执行结构和逻辑。这一步和普通线程定义一样。

3. 在创建和执行改子线程的方法里在thread.start()语句前增加一个thread.setUncaughtExceptionHandler语句来实现处理逻辑的注册。

例子

下面，我们就按照这里定义的步骤来实现一个示例：

首先是实现UncaughtExceptionHandler接口部分：

import java.lang.Thread.UncaughtExceptionHandler;  
  public class ExceptionHandler implements UncaughtExceptionHandler {  public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {  
        System.out.printf("An exception has been captured
");  
        System.out.printf("Thread: %s
", t.getId());  
        System.out.printf("Exception: %s: %s
",   
                e.getClass().getName(), e.getMessage());  
        System.out.printf("Stack Trace: 
");  
        e.printStackTrace(System.out);  
        System.out.printf("Thread status: %s
", t.getState());  }  }

这里我们添加的异常处理逻辑很简单，只是把线程的信息和异常信息都打印出来。

然后，我们定义线程的内容，这里，我们故意让该线程产生一个unchecked exception:

public class Task implements Runnable {  
  @Override  public void run() {  int number0 = Integer.parseInt("TTT");  }  }

从这代码里我们可以看到，Integer.parseInt()里面的参数是错误的，肯定会抛出一个异常来。

现在，我们再把创建线程和注册处理逻辑的部分补上来

public class Main {  public static void main(String[] args) {  
        Task task = new Task();  
        Thread thread = new Thread(task);  
        thread.setUncaughtExceptionHandler(new ExceptionHandler());  
        thread.start();  }  }

整体运行结果日志如下：

An exception has been captured  
Thread: 8  
Exception: java.lang.NumberFormatException: For input string: "TTT"  
Stack Trace:   
java.lang.NumberFormatException: For input string: "TTT"  
    at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)  
    at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:492)  
    at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:527)  
    at Task.run(Task.java:5)  
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:722)  
Thread status: RUNNABLE

这部分的输出正好就是我们前面实现UncaughtExceptionHandler接口的定义。

因此，对于unchecked exception，我们也可以采用类似事件注册的机制做一定程度的处理。

中断的原理

Java 中断机制是一种协作机制，也就是说通过中断并不能直接终止另一个线程，而需要被中断的线程自己处理中断。

这好比是家里的父母叮嘱在外的子女要注意身体，但子女是否注意身体，怎么注意身体则完全取决于自己。

Java 中断模型也是这么简单，每个线程对象里都有一个 boolean 类型的标识（不一定就要是 Thread 类的字段，实际上也的确不是，这几个方法最终都是通过 native 方法来完成的），代表着是否有中断请求（该请求可以来自所有线程，包括被中断的线程本身）。

例如，当线程 t1 想中断线程 t2，只需要在线程 t1 中将线程 t2 对象的中断标识置为 true，然后线程 2 可以选择在合适的时候处理该中断请求，甚至可以不理会该请求，就像这个线程没有被中断一样。

Thread 类中断相关的方法

java.lang.Thread 类提供了几个方法来操作这个中断状态，这些方法包括：

其中，interrupt 方法是唯一能将中断状态设置为 true 的方法。静态方法 interrupted 会将当前线程的中断状态清除，但这个方法的命名极不直观，很容易造成误解，需要特别注意。

上面的例子中，线程 t1 通过调用 interrupt 方法将线程 t2 的中断状态置为 true，t2 可以在合适的时候调用 interrupted 或 isInterrupted 来检测状态并做相应的处理。

此外，类库中的有些类的方法也可能会调用中断，如 FutureTask 中的 cancel 方法，如果传入的参数为 true，它将会在正在运行异步任务的线程上调用 interrupt 方法，如果正在执行的异步任务中的代码没有对中断做出响应，那么 cancel 方法中的参数将不会起到什么效果；又如 ThreadPoolExecutor 中的 shutdownNow 方法会遍历线程池中的工作线程并调用线程的 interrupt 方法来中断线程，所以如果工作线程中正在执行的任务没有对中断做出响应，任务将一直执行直到正常结束。

中断的处理

既然 Java 中断机制只是设置被中断线程的中断状态，那么被中断线程该做些什么？

处理时机

显然，作为一种协作机制，不会强求被中断线程一定要在某个点进行处理。

实际上，被中断线程只需在合适的时候处理即可，如果没有合适的时间点，甚至可以不处理，这时候在任务处理层面，就跟没有调用中断方法一样。“合适的时候”与线程正在处理的业务逻辑紧密相关。

例如，每次迭代的时候，进入一个可能阻塞且无法中断的方法之前等，但多半不会出现在某个临界区更新另一个对象状态的时候，因为这可能会导致对象处于不一致状态。

处理时机决定着程序的效率与中断响应的灵敏性。频繁的检查中断状态可能会使程序执行效率下降，相反，检查的较少可能使中断请求得不到及时响应。如果发出中断请求之后，被中断的线程继续执行一段时间不会给系统带来灾难，那么就可以将中断处理放到方便检查中断，同时又能从一定程度上保证响应灵敏度的地方。当程序的性能指标比较关键时，可能需要建立一个测试模型来分析最佳的中断检测点，以平衡性能和响应灵敏性。

处理方式

1、 中断状态的管理

一般说来，当可能阻塞的方法声明中有抛出 InterruptedException 则暗示该方法是可中断的，如 BlockingQueue#put、BlockingQueue#take、Object#wait、Thread#sleep 等，如果程序捕获到这些可中断的阻塞方法抛出的 InterruptedException 或检测到中断后，这些中断信息该如何处理？一般有以下两个通用原则：

如果遇到的是可中断的阻塞方法抛出 InterruptedException，可以继续向方法调用栈的上层抛出该异常，如果是检测到中断，则可清除中断状态并抛出 InterruptedException，使当前方法也成为一个可中断的方法。
若有时候不太方便在方法上抛出 InterruptedException，比如要实现的某个接口中的方法签名上没有 throws InterruptedException，这时就可以捕获可中断方法的 InterruptedException 并通过 Thread.currentThread.interrupt() 来重新设置中断状态。如果是检测并清除了中断状态，亦是如此。
一般的代码中，尤其是作为一个基础类库时，绝不应当吞掉中断，即捕获到 InterruptedException 后在 catch 里什么也不做，清除中断状态后又不重设中断状态也不抛出 InterruptedException 等。因为吞掉中断状态会导致方法调用栈的上层得不到这些信息。

当然，凡事总有例外的时候，当你完全清楚自己的方法会被谁调用，而调用者也不会因为中断被吞掉了而遇到麻烦，就可以这么做。

总得来说，就是要让方法调用栈的上层获知中断的发生。假设你写了一个类库，类库里有个方法 amethod，在 amethod 中检测并清除了中断状态，而没有抛出 InterruptedException，作为 amethod 的用户来说，他并不知道里面的细节，如果用户在调用 amethod 后也要使用中断来做些事情，那么在调用 amethod 之后他将永远也检测不到中断了，因为中断信息已经被 amethod 清除掉了。如果作为用户，遇到这样有问题的类库，又不能修改代码，那该怎么处理？只好在自己的类里设置一个自己的中断状态，在调用 interrupt 方法的时候，同时设置该状态，这实在是无路可走时才使用的方法。

2、 中断的响应

程序里发现中断后该怎么响应？

这就得视实际情况而定了。有些程序可能一检测到中断就立马将线程终止，有些可能是退出当前执行的任务，继续执行下一个任务……作为一种协作机制，这要与中断方协商好，当调用 interrupt 会发生些什么都是事先知道的，如做一些事务回滚操作，一些清理工作，一些补偿操作等。若不确定调用某个线程的 interrupt 后该线程会做出什么样的响应，那就不应当中断该线程。

4. Thread.interrupt VS Thread.stop

Thread.stop 方法已经不推荐使用了。而在某些方面 Thread.stop 与中断机制有着相似之处。如当线程在等待内置锁或 IO 时，stop 跟 interrupt 一样，不会中止这些操作；当 catch 住 stop 导致的异常时，程序也可以继续执行，虽然 stop 本意是要停止线程，这么做会让程序行为变得更加混乱。

那么它们的区别在哪里？

最重要的就是中断需要程序自己去检测然后做相应的处理，而 Thread.stop 会直接在代码执行过程中抛出 ThreadDeath 错误，这是一个 java.lang.Error 的子类。

import java.util.Arrays;import java.util.Random;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TestStop {private static final int[] array = new int[80000];private static final Thread t = new Thread() {public void run() {try {
				System.out.println(sort(array));} catch (Error err) {
				err.printStackTrace();}
			System.out.println("in thread t");}};static {
		Random random = new Random();for(int i = 0; i < array.length; i++) {
			array[i] = random.nextInt(i + 1);}}private static int sort(int[] array) {for (int i = 0; i < array.length-1; i++){for(int j = 0 ;j < array.length - i - 1; j++){if(array[j] < array[j + 1]){int temp = array[j];
					array[j] = array[j + 1];
					array[j + 1] = temp;}}}return array[0];}public static void main(String[] args) throws Exception {
		t.start();
		TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
		System.out.println("go to stop thread t");
		t.stop();
		System.out.println("finish main");}}

这个例子很简单，线程 t 里面做了一个非常耗时的排序操作，排序方法中，只有简单的加、减、赋值、比较等操作，一个可能的执行结果如下：

go to stop thread t
java.lang.ThreadDeath
	at java.lang.Thread.stop(Thread.java:758)
	at com.ticmy.interrupt.TestStop.main(TestStop.java:44)
finish main
in thread t

这里 sort 方法是个非常耗时的操作，也就是说主线程休眠一秒钟后调用 stop 的时候，线程 t 还在执行 sort 方法。就是这样一个简单的方法，也会抛出错误！换一句话说，调用 stop 后，大部分 Java 字节码都有可能抛出错误，哪怕是简单的加法！

stop 为什么被禁用

如果线程当前正持有锁，stop 之后则会释放该锁。由于此错误可能出现在很多地方，那么这就让编程人员防不胜防，极易造成对象状态的不一致。

例如，对象 obj 中存放着一个范围值：最小值 low，最大值 high，且 low 不得大于 high，这种关系由锁 lock 保护，以避免并发时产生竞态条件而导致该关系失效。假设当前 low 值是 5，high 值是 10，当线程 t 获取 lock 后，将 low 值更新为了 15，此时被 stop 了，真是糟糕，如果没有捕获住 stop 导致的 Error，low 的值就为 15，high 还是 10，这导致它们之间的小于关系得不到保证，也就是对象状态被破坏了！如果在给 low 赋值的时候 catch 住 stop 导致的 Error 则可能使后面 high 变量的赋值继续，但是谁也不知道 Error 会在哪条语句抛出，如果对象状态之间的关系更复杂呢？这种方式几乎是无法维护的，太复杂了！如果是中断操作，它决计不会在执行 low 赋值的时候抛出错误，这样程序对于对象状态一致性就是可控的。

正是因为可能导致对象状态不一致，stop 才被禁用。

5. 中断的使用

中断的场景

通常，中断的使用场景有以下几个：

• 点击某个桌面应用中的取消按钮时；

• 某个操作超过了一定的执行时间限制需要中止时；

• 多个线程做相同的事情，只要一个线程成功其它线程都可以取消时；

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