掛起和恢復線程
Thread 的API中包含兩個被淘汰的方法,它們用於臨時掛起和重啟某個線程,這些方法已經被淘汰,因為它們是不安全的,不穩定的。如果在不合適的時候掛起線程(比如,鎖定共享資源時),此時便可能會發生死鎖條件——其他線程在等待該線程釋放鎖,但該線程卻被掛起了,便會發生死鎖。另外,在長時間計算期間掛起線程也可能導致問題。
下面的代碼演示了通過休眠來延緩運行,模擬長時間運行的情況,使線程更可能在不適當的時候被掛起:
1 public class DeprecatedSuspendResume extends Object implements Runnable{ 2 3 //volatile關鍵字,表示該變量可能在被一個線程使用的同時,被另一個線程修改 4 private volatile int firstVal; 5 private volatile int secondVal; 6 7 //判斷二者是否相等 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); //再次循環錢休眠200毫秒 29 } 30 } 31 32 //賦值后,休眠300毫秒,從而使線程有機會在stepOne操作和stepTwo操作之間被掛起 33 private void stepOne(int newVal) throws InterruptedException{ 34 firstVal = newVal; 35 Thread.sleep(300); //模擬長時間運行的情況 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,讓其他線程有機會獲得執行 48 try { 49 Thread.sleep(1000);} 50 catch(InterruptedException x){} 51 for (int i = 0; i < 10; i++){ 52 //掛起線程 53 t.suspend(); 54 System.out.println("dsr.areValuesEqual()=" + dsr.areValuesEqual()); 55 //恢復線程 56 t.resume(); 57 try{ 58 //線程隨機休眠0~2秒 59 Thread.sleep((long)(Math.random()*2000.0)); 60 }catch(InterruptedException x){ 61 //略 62 } 63 } 64 System.exit(0); //中斷應用程序 65 } 66 }
運行結果如下:
從areValuesEqual()返回的值有時為true,有時為false。以上代碼中,在設置firstVal之后,但在設置secondVal之前,掛起新線程會產生麻煩,此時輸出的結果會為false(情況1),這段時間不適宜掛起線程,但因為線程不能控制何時調用它的suspend方法,所以這種情況是不可避免的。
當然,即使線程不被掛起(注釋掉掛起和恢復線程的兩行代碼),如果在main線程中執行asr.areValuesEqual()進行比較時,恰逢stepOne操作執行完,而stepTwo操作還沒執行,那么得到的結果同樣可能是false(情況2)。
下面我們給出不用上述兩個方法來實現線程掛起和恢復的策略——設置標志位。通過該方法實現線程的掛起和恢復有一個很好的地方,就是可以在線程的指定位置實現線程的掛起和恢復,而不用擔心其不確定性。
對於上述代碼的改進代碼如下:
1 public class AlternateSuspendResume extends Object implements Runnable { 2 3 private volatile int firstVal; 4 private volatile int secondVal; 5 //增加標志位,用來實現線程的掛起和恢復 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 //僅當賢臣掛起時,才運行這行代碼 28 waitWhileSuspended(); 29 30 stepOne(val); 31 stepTwo(val); 32 val++; 33 34 //僅當線程掛起時,才運行這行代碼 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 //這是一個“繁忙等待”技術的示例。 64 //它是非等待條件改變的最佳途徑,因為它會不斷請求處理器周期地執行檢查, 65 //更佳的技術是:使用Java的內置“通知-等待”機制 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,讓其他線程有機會獲得執行 79 try { Thread.sleep(1000); } 80 catch ( InterruptedException x ) { } 81 82 for ( int i = 0; i < 10; i++ ) { 83 asr.suspendRequest(); 84 85 //讓線程有機會注意到掛起請求 86 //注意:這里休眠時間一定要大於 87 //stepOne操作對firstVal賦值后的休眠時間,即300ms, 88 //目的是為了防止在執行asr.areValuesEqual()進行比較時, 89 //恰逢stepOne操作執行完,而stepTwo操作還沒執行 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 //線程隨機休眠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); //退出應用程序 108 } 109 }
運行結果如下:
由結果可以看出,輸出的所有結果均為true。首先,針對情況1(線程掛起的位置不確定),這里確定了線程掛起的位置,不會出現線程在stepOne操作和stepTwo操作之間掛起的情況;針對情況2(main線程中執行asr.areValuesEqual()進行比較時,恰逢stepOne操作執行完,而stepTwo操作還沒執行),在發出掛起請求后,還沒有執行asr.areValuesEqual()操作前,讓main線程休眠450ms(>300ms),如果掛起請求發出時,新線程正執行到或即將執行到stepOne操作(如果在其前面的話,就會響應掛起請求,從而掛起線程),那么在stepTwo操作執行前,main線程的休眠還沒結束,從而main線程休眠結束后執行asr.areValuesEqual()操作進行比較時,stepTwo操作已經執行完,因此也不會出現輸出結果為false的情況。
可以將ars.suspendRequest()代碼后的sleep代碼去掉,或將休眠時間改為200(明顯小於300即可)后,查看執行結果,會發現結果中依然會有出現false的情況。如下圖所示:
總結:線程的掛起和恢復實現的正確方法是:通過設置標志位,讓線程在安全的位置掛起
終止線程
當調用Thread的start()方法,執行完run()方法后,或在run()方法中return,線程便會自然消亡。另外Thread API中包含了一個stop()方法,可以突然終止線程。但它在JDK1.2后便被淘汰了,因為它可能導致數據對象的崩潰。一個問題是,當線程終止時,很少有機會執行清理工作;另一個問題是,當在某個線程上調用stop()方法時,線程釋放它當前持有的所有鎖,持有這些鎖必定有某種合適的理由——也許是阻止其他線程訪問尚未處於一致性狀態的數據,突然釋放鎖可能使某些對象中的數據處於不一致狀態,而且不會出現數據可能崩潰的任何警告。
終止線程的替代方法:同樣是使用標志位,通過控制標志位來終止線程。