如何理解 Java 中的线程中断机制？

参考回答

线程中断机制是 Java 提供的一种协作机制，用于通知线程停止当前操作或退出运行，但并不会强制终止线程。线程通过检查中断标志来响应中断请求，从而实现对中断的“合作式”支持。

关键点：

1. 中断标志：线程中断时，会设置一个内部标志（中断标志），通过此标志通知线程已被中断。

2. 核心方法：

• Thread.interrupt()：设置中断标志，通知线程中断。
• Thread.isInterrupted()：检查线程是否被中断（不清除中断标志）。
• Thread.interrupted()：检查当前线程是否被中断，同时清除中断标志。

3. 响应中断：线程需要主动检查中断标志，并决定是否停止任务或执行其他操作。

详细讲解与拓展

1. 中断的基本用法

中断标志

线程中断时，interrupt() 方法会设置中断标志位为 true，线程需要通过 isInterrupted() 或 interrupted() 方法检查中断标志，并做出相应处理。

示例：

public class InterruptExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                System.out.println("Thread is running...");
                try {
                    Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("Thread was interrupted during sleep!");
                    Thread.currentThread().interrupt(); // 恢复中断标志
                }
            }
            System.out.println("Thread exiting.");
        });

        thread.start();
        Thread.sleep(3000); // 主线程等待 3 秒
        thread.interrupt(); // 通知子线程中断
    }
}

输出可能为：

Thread is running...
Thread is running...
Thread was interrupted during sleep!
Thread exiting.

关键点：

• interrupt() 仅设置中断标志，不强制终止线程。
• 被阻塞的线程（如 sleep() 或 wait()）会抛出 InterruptedException 并清除中断标志。

2. 核心方法详解

1. Thread.interrupt()

• 功能：向目标线程发送中断信号，设置中断标志位。
• 注意：如果线程处于阻塞状态（如 sleep()、wait()），会抛出 InterruptedException。

2. Thread.isInterrupted()

• 功能：检查线程是否被中断，不会清除中断标志。
• 示例：

Thread thread = Thread.currentThread();
System.out.println(thread.isInterrupted()); // 输出 false
thread.interrupt();
System.out.println(thread.isInterrupted()); // 输出 true

3. Thread.interrupted()

• 功能：检查当前线程是否被中断，同时清除中断标志。
• 示例：

Thread thread = Thread.currentThread();
thread.interrupt();
System.out.println(Thread.interrupted()); // 输出 true
System.out.println(Thread.interrupted()); // 输出 false （标志被清除）

3. 中断处理的典型场景

1. 阻塞状态下的中断

当线程处于阻塞状态（如 sleep()、wait() 或 join()）时，中断会抛出 InterruptedException。

示例：

Thread thread = new Thread(() -> {
    try {
        Thread.sleep(5000); // 阻塞 5 秒
    } catch (InterruptedException e) {
        System.out.println("Interrupted while sleeping!");
    }
});
thread.start();
thread.interrupt(); // 触发中断

输出：

Interrupted while sleeping!

2. 非阻塞状态下的中断

如果线程没有进入阻塞状态，中断只会设置标志位，不会直接影响线程运行。

4. 响应中断的正确方式

1. 主动检查中断标志： 线程运行过程中定期检查中断标志，并在被中断时优雅退出。

   while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
      // 继续执行任务
   }
   

2. 捕获 InterruptedException 并恢复标志： 阻塞方法抛出 InterruptedException 时，标志会被清除，需要手动恢复：

   try {
      Thread.sleep(1000);
   } catch (InterruptedException e) {
      Thread.currentThread().interrupt(); // 恢复中断标志
   }
   

5. 中断与线程池

在使用线程池时，中断信号也需要正确处理。例如，当调用 ThreadPoolExecutor.shutdownNow() 时，线程池会向所有线程发送中断信号，正在运行的任务需要响应这些中断。

示例：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

Runnable task = () -> {
    while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
        System.out.println("Task is running...");
    }
    System.out.println("Task exiting.");
};

executor.submit(task);
executor.shutdownNow(); // 强制关闭线程池，发送中断信号

6. 常见误区与注意事项

1. 误区 1：interrupt() 会强制停止线程
   • 实际上，interrupt() 只设置标志位，线程需要主动检查标志并响应中断。
2. 误区 2：忽略 InterruptedException
   • 捕获 InterruptedException 后直接吞掉，可能导致线程无法正确响应中断信号。
3. 误区 3：中断标志与普通标志混淆
   • 中断是线程机制的固有部分，不能简单替代为普通的布尔变量。

7. 总结

• 线程中断机制是 Java 提供的协作式线程终止机制，线程通过检查中断标志实现对中断信号的响应。

• 核心方法：

  • interrupt()：设置中断标志。
  • isInterrupted()：检查中断状态。
  • interrupted()：检查并清除中断标志。

• 响应方式：主动检查中断标志或捕获 InterruptedException。

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