Java并发编程那些事儿(七)——取消及关闭

原创:花括号MC(微信公众号:huakuohao-mc)。关注JAVA基础编程及大数据,注重经验分享及个人成长。

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

  1. 用户发送了取消请求。

  2. 超过了某个规定的时间。

  3. 发生了某种错误。

  4. 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()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。

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