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【Java并发编程】：线程挂起、恢复与终止

2024-09-19 08:58:04   217人阅读

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：

技术分享  

    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：

技术分享

   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：

技术分享

   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。

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