Java并发编程：线程挂起恢复与终止

Posted 2020-09-16 牛头人

挂起和恢复线程

    Thread 的API中包含两个被淘汰的方法，它们用于临时挂起和重启某个线程，这些方法已经被淘汰，因为它们是不安全的，不稳定的。如果在不合适的时候挂起线程（比如，锁定共享资源时），此时便可能会发生死锁条件——其他线程在等待该线程释放锁，但该线程却被挂起了，便会发生死锁。另外，在长时间计算期间挂起线程也可能导致问题。

    下面的代码演示了通过休眠来延缓运行，模拟长时间运行的情况，使线程更可能在不适当的时候被挂起：

1. public class DeprecatedSuspendResume extends Object implements Runnable{  
2.   
3.     //volatile关键字，表示该变量可能在被一个线程使用的同时，被另一个线程修改  
4.     private volatile int firstVal;  
5.     private volatile int secondVal;  
6.   
7.     //判断二者是否相等  
8.     public boolean areValuesEqual(){  
9.         return ( firstVal == secondVal);  
10.     }  
11.   
12.     public void run() {  
13.         try{  
14.             firstVal = 0;  
15.             secondVal = 0;  
16.             workMethod();  
17.         }catch(InterruptedException x){  
18.             System.out.println("interrupted while in workMethod()");  
19.         }  
20.     }  
21.   
22.     private void workMethod() throws InterruptedException {  
23.         int val = 1;  
24.         while (true){  
25.             stepOne(val);  
26.             stepTwo(val);  
27.             val++;  
28.             Thread.sleep(200);  //再次循环钱休眠200毫秒  
29.         }  
30.     }  
31.       
32.     //赋值后，休眠300毫秒，从而使线程有机会在stepOne操作和stepTwo操作之间被挂起  
33.     private void stepOne(int newVal) throws InterruptedException{  
34.         firstVal = newVal;  
35.         Thread.sleep(300);  //模拟长时间运行的情况  
36.     }  
37.   
38.     private void stepTwo(int newVal){  
39.         secondVal = newVal;  
40.     }  
41.   
42.     public static void main(String[] args){  
43.         DeprecatedSuspendResume dsr = new DeprecatedSuspendResume();  
44.         Thread t = new Thread(dsr);  
45.         t.start();  
46.   
47.         //休眠1秒，让其他线程有机会获得执行  
48.         try {  
49.             Thread.sleep(1000);}   
50.         catch(InterruptedException x){}  
51.         for (int i = 0; i < 10; i++){  
52.             //挂起线程  
53.             t.suspend();  
54.             System.out.println("dsr.areValuesEqual()=" + dsr.areValuesEqual());  
55.             //恢复线程  
56.             t.resume();  
57.             try{   
58.                 //线程随机休眠0~2秒  
59.                 Thread.sleep((long)(Math.random()*2000.0));  
60.             }catch(InterruptedException x){  
61.                 //略  
62.             }  
63.         }  
64.         System.exit(0); //中断应用程序  
65.     }  
66. }  

    某次运行结果如下：

  

    从areValuesEqual（）返回的值有时为true，有时为false。以上代码中，在设置firstVal之后，但在设置secondVal之前，挂起新线程会产生麻烦，此时输出的结果会为false（情况1），这段时间不适宜挂起线程，但因为线程不能控制何时调用它的suspend方法，所以这种情况是不可避免的。

    当然，即使线程不被挂起（注释掉挂起和恢复线程的两行代码），如果在main线程中执行asr.areValuesEqual（）进行比较时，恰逢stepOne操作执行完，而stepTwo操作还没执行，那么得到的结果同样可能是false（情况2）。

     下面我们给出不用上述两个方法来实现线程挂起和恢复的策略——设置标志位。通过该方法实现线程的挂起和恢复有一个很好的地方，就是可以在线程的指定位置实现线程的挂起和恢复，而不用担心其不确定性。  

     对于上述代码的改进代码如下：

1. public class AlternateSuspendResume extends Object implements Runnable {  
2.   
3.     private volatile int firstVal;  
4.     private volatile int secondVal;  
5.     //增加标志位，用来实现线程的挂起和恢复  
6.     private volatile boolean suspended;  
7.   
8.     public boolean areValuesEqual() {  
9.         return ( firstVal == secondVal );  
10.     }  
11.   
12.     public void run() {  
13.         try {  
14.             suspended = false;  
15.             firstVal = 0;  
16.             secondVal = 0;  
17.             workMethod();  
18.         } catch ( InterruptedException x ) {  
19.             System.out.println("interrupted while in workMethod()");  
20.         }  
21.     }  
22.   
23.     private void workMethod() throws InterruptedException {  
24.         int val = 1;  
25.   
26.         while ( true ) {  
27.             //仅当贤臣挂起时，才运行这行代码  
28.             waitWhileSuspended();   
29.   
30.             stepOne(val);  
31.             stepTwo(val);  
32.             val++;  
33.   
34.             //仅当线程挂起时，才运行这行代码  
35.             waitWhileSuspended();   
36.   
37.             Thread.sleep(200);    
38.         }  
39.     }  
40.   
41.     private void stepOne(int newVal)   
42.                     throws InterruptedException {  
43.   
44.         firstVal = newVal;  
45.         Thread.sleep(300);    
46.     }  
47.   
48.     private void stepTwo(int newVal) {  
49.         secondVal = newVal;  
50.     }  
51.   
52.     public void suspendRequest() {  
53.         suspended = true;  
54.     }  
55.   
56.     public void resumeRequest() {  
57.         suspended = false;  
58.     }  
59.   
60.     private void waitWhileSuspended()   
61.                 throws InterruptedException {  
62.   
63.         //这是一个“繁忙等待”技术的示例。  
64.         //它是非等待条件改变的最佳途径，因为它会不断请求处理器周期地执行检查，   
65.         //更佳的技术是：使用Java的内置“通知-等待”机制  
66.         while ( suspended ) {  
67.             Thread.sleep(200);  
68.         }  
69.     }  
70.   
71.     public static void main(String[] args) {  
72.         AlternateSuspendResume asr =   
73.                 new AlternateSuspendResume();  
74.   
75.         Thread t = new Thread(asr);  
76.         t.start();  
77.   
78.         //休眠1秒，让其他线程有机会获得执行  
79.         try { Thread.sleep(1000); }   
80.         catch ( InterruptedException x ) { }  
81.   
82.         for ( int i = 0; i < 10; i++ ) {  
83.             asr.suspendRequest();  
84.   
85.             //让线程有机会注意到挂起请求  
86.             //注意：这里休眠时间一定要大于  
87.             //stepOne操作对firstVal赋值后的休眠时间，即300ms，  
88.             //目的是为了防止在执行asr.areValuesEqual（）进行比较时,  
89.             //恰逢stepOne操作执行完，而stepTwo操作还没执行  
90.             try { Thread.sleep(350); }   
91.             catch ( InterruptedException x ) { }  
92.   
93.             System.out.println("dsr.areValuesEqual()=" +   
94.                     asr.areValuesEqual());  
95.   
96.             asr.resumeRequest();  
97.   
98.             try {   
99.                 //线程随机休眠0~2秒  
100.                 Thread.sleep(  
101.                         ( long ) (Math.random() * 2000.0) );  
102.             } catch ( InterruptedException x ) {  
103.                 //略  
104.             }  
105.         }  
106.   
107.         System.exit(0); //退出应用程序  
108.     }  
109. }  

    运行结果如下：

   线程挂起的位置不确定main线程中执行asr.areValuesEqual（）进行比较时，恰逢stepOne操作执行完，而stepTwo操作还没执行）asr.areValuesEqual（）操作前，让main线程休眠450ms（>300ms），如果挂起请求发出时，新线程正执行到或即将执行到stepOne操作（如果在其前面的话，就会响应挂起请求，从而挂起线程），那么在stepTwo操作执行前，main线程的休眠还没结束，从而main线程休眠结束后执行asr.areValuesEqual（）操作进行比较时，stepTwo操作已经执行完，因此也不会出现输出结果为false的情况。

    可以将ars.suspendRequest（）代码后的sleep代码去掉，或将休眠时间改为200（明显小于300即可）后，查看执行结果，会发现结果中依然会有出现false的情况。如下图所示：

   总结：线程的挂起和恢复实现的正确方法是：通过设置标志位，让线程在安全的位置挂起

终止线程

 终止线程的替代方法：同样是使用标志位，通过控制标志位来终止线程。