文章目录

• 1、线程中断机制
• • 1.1、什么是中断机制?
  • 1.2、中断的相关API方法之三大方法说明
  • • 如何使用中断标识停止线程？
    • • ① 通过一个volatile变量实现
      • ② 通过AtomicBoolean（原子布尔型）
      • ③通过Thread类自带的中断api方法实现
      • API源码分析
    • 当前线程的中断标识为true，是不是线程就立刻停止？
    • 静态方法Thread.interrupted()，谈谈你的理解
• 2、LockSupport
• 3、线程等待唤醒机制
• • 3种让线程等待和唤醒的方法
  • • ①Object类中的wait和notify方法实现线程等待和唤醒
    • • 小总结
    • ②Condition接口中的await后signal方法实现线程的等待和唤醒
    • • 小总结
      • Object和Condition使用的限制
    • ③LockSupport类中的park等待和unpark唤醒
    • • 阻塞
      • 唤醒
      • 小总结
    • 为什么LockSupport可以突破wait/notify的原有调用顺序?
    • 为什么唤醒两次后阻塞两次，但最终结果还会阻塞线程?

1、线程中断机制

1.1、什么是中断机制?

• 首先
  一个线程不应该由其他线程来强制中断或停止，而是应该由线程自己自行停止。

  所以，Thread.stop, Thread.suspend, Thread.resume 都已经被废弃了。

• 其次
  在Java中没有办法立即停止一条线程，然而停止线程却显得尤为重要，如取消一个耗时操作。

解决方案：

• Java提供了一种用于停止线程的协商机制——中断。

• 中断只是一种协作协商机制，Java没有给中断增加任何语法，中断的过程完全需要自己实现。

• 若要中断一个线程，需要手动调用该线程的interrupt方法，该方法也仅仅是将线程对象的中断标识设成true；

• 接着需要自己写代码不断地检测当前线程的标识位，如果为true，表示别的线程要求这条线程中断，

每个线程对象中都有一个标识，用于表示线程是否被中断；该标识位为true表示中断，为false表示未中断；通过调用线程对象的interrupt方法将该线程的标识位设为true；可以在别的线程中调用，也可以在自己的线程中调用。

什么？不好理解？

举个栗子：顾客（线程a）在无烟餐厅中吸烟，服务员(线程b)希望他别吸烟了，不是强行停止他吸烟(让其他线程强制中断或停止)，而是给他的标志位打为true（协商机制），具体的停止吸烟还是要顾客自己停止。（体现了协商机制）

1.2、中断的相关API方法之三大方法说明

如何使用中断标识停止线程？

① 通过一个volatile变量实现

• volatile保证了可见性，t2修改了标志位后能马上被t1看到

public class interruptDemo {static volatile boolean isStop = false;public static void main(String[] args) {new Thread(()->{while(true){if(isStop){//如果这个标志位被其他线程改为true了System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t isStop被修改为true，程序终止");break;}System.out.println("t1 ------hello volatile");//----------------------如果没停止，那就一直打印}},"t1").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(20);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(()->{isStop = true;},"t2").start();}
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------------------
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1   isStop被修改为true，程序终止

② 通过AtomicBoolean（原子布尔型）

public class interruptDemo {static AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(false);public static void main(String[] args) {m1_volatile();}public static void m1_volatile() {new Thread(()->{while(true){if(atomicBoolean.get()){//如果这个标志位被其他线程改为true了System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t isStop被修改为true，程序终止");break;}System.out.println("t1 ------hello volatile");//----------------------如果没停止，那就一直打印}},"t1").start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(20);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(()->{atomicBoolean.set(true);},"t2").start();}
}
----------------------------------------------------------------------------------------------------
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1 ------hello volatile
//t1   isStop被修改为true，程序终止

③通过Thread类自带的中断api方法实现

//默认的中断标志位是false，然后被改为了true
public static void main(String[] args) {m1_volatile();
}public static void m1_volatile() {Thread t1 = new Thread(() -> {while (true) {if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {//一旦发现中断标志位被修改System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t isInterrupted()被修改为true，程序终止");break;}System.out.println("t1 ------hello interrupt ");//----------------------如果没停止，那就一直打印}}, "t1");t1.start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(20);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(()->{t1.interrupt();//把t1中断},"t2").start();
}
---------------------------------------------------------------------------------------------------
//t1 ------hello interrupt 
//t1 ------hello interrupt 
//t1 ------hello interrupt 
//t1 ------hello interrupt 
//t1 ------hello interrupt 
//t1 ------hello interrupt 
//t1 ------hello interrupt 
//t1 ------hello interrupt 
//t1 ------hello interrupt 
//t1   isInterrupted()被修改为true，程序终止

API源码分析

实例方法interrupt()

实例方法isInterrupted，返回布尔值

说明

• 具体来说，当对一个线程，调用 interrupt() 时：
  • 如果线程处于正常活动状态，那么会将该线程的中断标志设置为 true，仅此而已。被设置中断标志的线程将继续正常运行，不受影响。所以， interrupt() 并不能真正的中断线程，需要被调用的线程自己进行配合才行。
  • 如果线程处于被阻塞状态（例如处于sleep, wait, join 等状态），在别的线程中调用当前线程对象的interrupt方法，那么线程将立即退出被阻塞状态（中断状态将被清除），并抛出一个InterruptedException异常。
  • 中断不活动的线程不会产生任何影响

当前线程的中断标识为true，是不是线程就立刻停止？

当然不是，仅仅只是设置了一个中断状态

举个栗子：

看看中断 是否会立即停止这个300的线程

public class InterruptDemo02 {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(()->{for(int i = 0;i < 300;i ++){System.out.println("---------" + i);}System.out.println("after t1.interrupt()---第2次----"+Thread.currentThread().isInterrupted());},"t1");t1.start();System.out.println("before t1.interrupt()----"+t1.isInterrupted());t1.interrupt();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("after t1.interrupt()---第1次---"+t1.isInterrupted());try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("after t1.interrupt()---第3次---"+t1.isInterrupted());}
}
------------------------------------------------------------------------------------------------------
//before t1.interrupt()----false
//---------0
//---------1
//---------2
//---------3
//....
//---------136
//after t1.interrupt()---第1次---true    ------此处中断标志位设置为了true,但是t1仍然在运行
//---------137
//---------298
//---------299
//after t1.interrupt()---第2次----true
//after t1.interrupt()---第3次---false//中断不活动的线程不会产生任何影响，线程结束后应该是自动变为了false

可以看到，虽然中断标志位变了。但是 i 一直在循环

在我们基本中断程序的骨架上 + 一个sleep阻塞 ,会发现 中断异常且导致程序无限循环

public class InterruptDemo03 {public static void main(String[] args) {Thread t1 =  new Thread(()->{while(true){if(Thread.currentThread().isInterrupted()){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"中断标志位："+Thread.currentThread().isInterrupted()+"程序终止");break;}try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();// Thread.currentThread().interrupt();  假如加了这个，程序可以终止，只会爆异常}System.out.println("-----hello InterruptDemo03");}},"t1");t1.start();try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> t1.interrupt()).start();}
}
//报异常了，并且程序一直在跑
//java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
//  at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
//-----hello InterruptDemo03
//-----hello InterruptDemo03
//-----hello InterruptDemo03
//......
//--------------------------------------------------------------------------------------
//---------加了Thread.currentThread().interrupt();
//java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
// at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
//  at com.zhang.admin.controller.InterruptDemo03.lambda$main$0(InterruptDemo03.java:15)
//  at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
//-----hello InterruptDemo03
//t1  中断标志位：true程序终止

那为什么会出现这种结果呢？

还记得之前介绍过

如果线程处于被阻塞状态（例如处于sleep, wait, join 等状态），在别的线程中调用当前线程对象的interrupt方法，那么线程将立即退出被阻塞状态（中断状态将被清除），并抛出一个InterruptedException异常。

总结：

• 1、中断标志位 默认是false

• 2 、t2 ----->t1发出了中断协商，t2调用 t1.interrupt()，中断标志位true
• 3、 中断标志位true，正常情况下，程序停止，^-
• 4 、中断标志位true，异常情况下（sleep, wait, join 等状态），报 InterruptedException，将会把中断状态清除。中断标志位false导致无限循环。
• 5、 在catch块中，需要再次给中断标志位设置为true，2次调用,线程才会停止

sleep方法抛出InterruptedException后，中断标识也被清空置为false,我们在catch通过Thread.currentThread().interrupt()方法再次将中断标志设置为true，这就导致不会无限循环了

静态方法Thread.interrupted()，谈谈你的理解

• public static boolean interrupted()
• 静态方法，Thread.interrupted();判断线程是否被中断，并清除当前中断状态这个方法做了两件事：
  • 返回当前线程的中断状态
  • 将当前线程的中断状态设为false（这个方法有点不好理解，因为连续调用两次的结果可能不一样。

public class InterruptDemo04 {public static void main(String[] args) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+Thread.interrupted());System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+Thread.interrupted());System.out.println("-----1");Thread.currentThread().interrupt();//中断标志位设置为trueSystem.out.println("-----2");System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+Thread.interrupted());System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+Thread.interrupted());}
}
//main  false
//main  false
//-----1
//-----2
//main  true
//main  false

看下源码，interrupted()对比isInterrupted()

可以看出：

• 他们在底层都调用了native方法 isInterrupted。

• 传入参数ClearInterrupted一个传参传了 true，一个传了 false。

• 静态方法interrupted() 中true表示清空当前中断状态；实例方法 isInterrupted 则不会。

2、LockSupport

用于创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语

一句话：

核心就是park()和unpark()方法

• park()方法是阻塞线程
• unpark()方法是解除阻塞线程

3、线程等待唤醒机制

3种让线程等待和唤醒的方法

1. 使用Object中的wait()方法让线程等待，使用Object中的notify()方法唤醒线程
2. 使用 JUC 包中Condition的await()方法让线程等待，使用signal()方法唤醒线程
3. LockSupport类可以阻塞当前线程以及唤醒指定被阻塞的线程

①Object类中的wait和notify方法实现线程等待和唤醒

• 正常情况：

public class LockSupportDemo
{public static void main(String[] args){Object objectLock = new Object();new Thread(() -> {synchronized (objectLock) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t ---- come in");try {objectLock.wait();//----------------------这里先让他等待} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---被唤醒了");},"t1").start();//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3L); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }new Thread(() -> {synchronized (objectLock) {objectLock.notify();//-------------------------再唤醒它System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t ---发出通知");}},"t2").start();}
}
//t1   ---- come in
//t2   ---发出通知
//t1  ---被唤醒了

• 异常1—去掉synchronized

public class LockSupportDemo
{public static void main(String[] args){Object objectLock = new Object();new Thread(() -> {//    synchronized (objectLock) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t ---- come in");try {objectLock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//      }System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---被唤醒了");},"t1").start();//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3L); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }new Thread(() -> {//     synchronized (objectLock) {objectLock.notify();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t ---发出通知");//     }},"t2").start();}
}
//t1   ---- come in
//Exception in thread "t1" java.lang.IllegalMonitorStateException
//  at java.lang.Object.wait(Native Method)
//  at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
//  at com.zhang.admin.controller.LockSupportDemo.lambda$main$0(LockSupportDemo.java:15)
//  at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

说明要使用wait和notify必须加synchronized

• 异常2—把notify和wait的执行顺序对换

public class LockSupportDemo
{public static void main(String[] args){Object objectLock = new Object();new Thread(() -> {try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }synchronized (objectLock) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t ---- come in");try {objectLock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"---被唤醒了");},"t1").start();new Thread(() -> {synchronized (objectLock) {objectLock.notify();//这个先执行了System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t ---发出通知");}},"t2").start();}
}
//一直阻塞，线程不能正常结束

说明wait和notify顺序不能对换

小总结

• wait和notify方法必须要在同步块或者方法里面，且成对出现使用
• 先wait后notify才OK

②Condition接口中的await后signal方法实现线程的等待和唤醒

• 正常情况：

public class LockSupportDemo
{public static void main(String[] args){Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();new Thread(() -> {lock.lock();try{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t-----come in");condition.await();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t -----被唤醒");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}},"t1").start();//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }new Thread(() -> {lock.lock();try{condition.signal();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"我要进行唤醒");},"t2").start();}
}
//t1  -----come in
//t2  我要进行唤醒
//t1   -----被唤醒

• 异常1 原理同上
  • 仍然返回IllegalMonitorStateException
• 异常2 原理同上
  • 仍然在不停的循环

小总结

• await和signal类似于上面wait和notify
  • Condition中的线程等待和唤醒方法，需要 先获取锁
  • 一定要先await后signal，不能反了

Object和Condition使用的限制

• 线程先要获得并持有锁，必须在锁块（synchronized或lock）中
• 必须要先等待后唤醒，线程才能够被唤醒

③LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

• LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。

• LockSupport类使用了一种名为Permit（许可） 的概念来做到阻塞和唤醒线程的功能， 每个线程都有一个许可(permit)，permit（许可）只有两个值1和0，默认是0。0 是阻塞，1是唤醒

• 可以把许可看成是一种(0,1)信号量（Semaphore），但与 Semaphore 不同的是，许可的累加上限是1。

阻塞

• park()/park(Object blocker)

• 调用LockSupport.park()时，发现它调用了unsafe类，并且默认传了一个0

• permit默认是零，所以一开始调用park()方法，当前线程就会阻塞，直到别的线程将当前线程的permit设置为1时，park方法会被唤醒，
  然后会将permit再次设置为零并返回。

唤醒

• 调用LockSupport.unpark();时，也调用了unsafe类

• 调用unpark(thread)方法后，就会将thread线程的许可permit设置成1(注意多次调用unpark方法，不会累加，permit值还是1)会自动唤醒thread线程，即之前阻塞中的LockSupport.park()方法会立即返回。

举个栗子：

• 正常情况且无锁块要求

public class LockSupportDemo
{public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t----------come in");LockSupport.park();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t----------被唤醒了");},"t1");t1.start();new Thread(()->{LockSupport.unpark(t1);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t-----发出通知，去唤醒t1");},"t2").start();}
}
//t1  ----------come in
//t2  -----发出通知，去唤醒t1
//t1  ----------被唤醒了

• 之前错误的 先唤醒后等待，LockSupport照样支持

public class LockSupportDemo
{public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(()->{try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t----------come in"+"\t"+System.currentTimeMillis());LockSupport.park();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t----------被唤醒了"+"\t"+System.currentTimeMillis());},"t1");t1.start();new Thread(()->{LockSupport.unpark(t1);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t-----发出通知，去唤醒t1");},"t2").start();}
}
//t2  -----发出通知，去唤醒t1
//t1  ----------come in  1654750785663
//t1  ----------被唤醒了  1654750785663

sleep方法3秒后醒来，执行park无效，没有阻塞效果，解释如下。先执行了unpark(t1)导致上面的park方法形同虚设无效，时间是一样的。类似于高速公路的ETC，提前买好了通行证 unpark，到闸机处直接抬起栏杆放行了，没有park拦截了

许可证是只要一个的，不可累加

小总结

• LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。

• LockSupport是一个线程阻塞工具类， 所有的方法都是静态方法， 可以让线程在任意位置阻塞， 阻塞之后也有对应的唤醒方法。归根结底， LockSupport调用的Unsafe中的native代码。

• Lock Support提供park() 和unpark() 方法实现阻塞线程和解除线程阻塞的过程

• Lock Support和每个使用它的线程都有一个许可(permit) 关联。

• 每个线程都有一个相关的permit， permit最多只有一个， 重复调用unpark也不会积累凭证。

也就是说：

线程阻塞需要消耗凭证permit ，这个凭证最多只有一个

当调用park方法时：

• 如果有凭证，就会直接消耗掉这个凭证然后正常退出
• 没有凭证，就必须阻塞等待凭证可用

而unpark 刚好相反，他会增加一个凭证，但是凭证最多只能有一个，累加无效

为什么LockSupport可以突破wait/notify的原有调用顺序?

因为unpark获得了一个凭证， 之后再调用park方法， 就可以名正言顺的凭证消费， 故不会阻塞。
先发放了凭证后续可以畅通无阻

为什么唤醒两次后阻塞两次，但最终结果还会阻塞线程?

因为凭证的数量最多为1， 连续调用两次unpark和调用一次unpark效果一样， 只会增加一个凭证；
而调用两次park却需要消费两个凭证， 证不够， 不能放行