Java并发编程那些事儿(七)——取消及关闭
这是并发编程系列的第七篇文章。上一篇介绍了 Executor
框架和线程池相关的内容,这一篇说一下任务的取消及关闭。
俗话说的好,知道如何起飞很重要,但是知道如何平稳落地更重要。线程和任务的启动我们已经很清楚了,但是如何做到线程及任务安全的关闭及取消,也是有一定技巧的。
取消任务
大部分场景下,启动的任务都会按照计划正常的运行,然后结束。但是有些场景我们必须提前结束任务。比如
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用户发送了取消请求。
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超过了某个规定的时间。
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发生了某种错误。
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应用程序被关闭。
Java
里面取消任务的执行一般有两种方法。
第一种方法,设置一个标志位,任务执行过程会检查该标志位,如果为 true
则结束任务。该方法对于执行阻塞调用的情况下会有缺陷,下面会详细说
第二种方法,通过中断来安全的结束任务。
标志位
假设有一个产生偶数的生成器,我们希望通过设置一个标志位来结束该任务,否则这个任务会一直运行下去。
定义一个偶数生成任务,示例代码如下
1public class EvenGenerateTask implements Runnable{ 2 private int count = 0; 3 //取消任务标志位 4 private volatile boolean canceled = false; 5 public synchronized int nextEven(){ 6 count += 2; 7 return count; 8 } 9 @Override 10 public void run() { 11 //通过标志位判断任务是否运行 12 while (!canceled){ 13 count = nextEven(); 14 System.out.println(count); 15 } 16 } 17 public void stop(){ 18 this.canceled = true; 19 } 20}
启动任务,并通过标志位结束该任务。
1public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 2 EvenGenerateTask evenGenerateTask = new EvenGenerateTask(); 3 Thread thread = new Thread(evenGenerateTask); 4 //启动偶数生成任务 5 thread.start(); 6 //运行一秒钟 7 Thread.sleep(1000); 8 //停止偶数生成任务 9 evenGenerateTask.stop(); 10}
上面的代码,可以安全的实现任务的取消操作,但是对于有阻塞方法调用的时候,可能情况就不同了。
假设将产生的偶数放到一个 BlockQueue
里面。来模拟一个针对偶数的生产者和消费者模式。
例如我们的代码写成这样
1public void run() { 2 int result = nextEven(); 3 while (!canceled){ 4 try { 5 //任务有可能阻塞在此处,一直看不到canceled的值 6 //也就是任务永远不会停止,除非接触阻塞。 7 blockingQueue.put(result); 8 } catch (InterruptedException e) { 9 e.printStackTrace(); 10 } 11 } 12}
上面的代码, put
操作是个阻塞操作,如果队列满了,那么任务将会一直处于阻塞状态,根本不会检查取消标志位,所以无论我们是否调用了取消方法,都没办法取消任务了。
中断
对于上面的场景,一般通过中断的方式来安全的取消任务。
每个线程都有一个表示线程中断状态的标志位,当线程处于中断状态时,该标志位为 true
。此外每个线程还具有如下三个与中断相关的方法。
interrupt
:该方法能够中断目标线程,并设置线程的中断状态。
isInterrupted
:该方法会返回一个线程的中断状态。
interrupted
:该方法可以清除当前线程的中断状态,并返回当前的值。
注意:调用 interrupt
方法时,只是向目标线程发送了中断的请求,并不代表线程会立刻中断正在执行的任务,也就是是否中断看心情。但是大部分都会立刻中断。
示例,通过中断取消偶数生成,核心代码如下
1@Override 2public void run() { 3 int result = nextEven(); 4 //通过线程的中断状态,来决定是否退出任务 5 while (!Thread.currentThread().isInterrupted()){ 6 try { 7 blockingQueue.put(result); 8 } catch (InterruptedException e) { 9 e.printStackTrace(); 10 } 11 } 12} 13public void cancel(){ 14 //发送中断请求 15 interrupt(); 16}
在上一篇文章中,我们推荐使用 Executor
的方式执行任务,不建议大家要使用 Thread
的方式。如果使用 Executor
的方式启动任务,(屏蔽了 Thread
的概念)该如何中止任务呢?答案就是 Future
。
Future
提供了一个 cancle
方法,该方法接受一个 boolean
类型的参数,如果为 true
,且任务正在被某个线程执行,那么这个线程可以被中断。如果为 false
,表示任务如果没有启动,那么就不要启动了。
示例代码如下:
1ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); 2Future> task = exec.submit(evenGenerateTask); 3try { 4 task.get(5, TimeUnit.SECONDS); 5} catch (ExecutionException | TimeoutException e) { 6 //可以重新抛出异常 7}finally { 8 //超时没有返回的任务将被中断 9 task.cancel(true); 10}
上面的内容介绍的是能够响应中断的阻塞操作,还有一种阻塞线程是不能响应中断,比如 I/O
操作的 read()
和 write()
方法,比如在等待获取某个内置锁的时候,也是无法响应中断的。对于这种情况,我们可以通过直接关闭底层资源的方式来结束任务。
结束
这篇文章介绍了如何安全的取消和关闭任务,虽然中断并不具有取消的含义,但是我们还是会通过响应中断的方式来安全的终止任务。下一篇介绍一下死锁的问题。