Java 并发编程之线程挂起、恢复与终止

2019-11-26 12:22:44

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供稿：网友

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：

public class DeprecatedSuspendResume extends Object implements Runnable{   //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  private volatile int firstVal;  private volatile int secondVal;  //判断二者是否相等  public boolean areValuesEqual(){   return ( firstVal == secondVal);  }  public void run() {   try{    firstVal = 0;    secondVal = 0;    workMethod();   }catch(InterruptedException x){    System.out.println("interrupted while in workMethod()");   }  }  private void workMethod() throws InterruptedException {   int val = 1;   while (true){    stepOne(val);    stepTwo(val);    val++;    Thread.sleep(200); //再次循环钱休眠200毫秒   }  }  //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  private void stepOne(int newVal) throws InterruptedException{   firstVal = newVal;   Thread.sleep(300); //模拟长时间运行的情况  }  private void stepTwo(int newVal){   secondVal = newVal;  }  public static void main(String[] args){   DeprecatedSuspendResume dsr = new DeprecatedSuspendResume();   Thread t = new Thread(dsr);   t.start();   //休眠1秒，让其他线程有机会获得执行   try {    Thread.sleep(1000);}   catch(InterruptedException x){}   for (int i = 0; i < 10; i++){    //挂起线程    t.suspend();    System.out.println("dsr.areValuesEqual()=" + dsr.areValuesEqual());    //恢复线程    t.resume();    try{     //线程随机休眠0~2秒     Thread.sleep((long)(Math.random()*2000.0));    }catch(InterruptedException x){     //略    }   }   System.exit(0); //中断应用程序  } }

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：

public class AlternateSuspendResume extends Object implements Runnable {  private volatile int firstVal;  private volatile int secondVal;  //增加标志位，用来实现线程的挂起和恢复  private volatile boolean suspended;  public boolean areValuesEqual() {   return ( firstVal == secondVal );  }  public void run() {   try {    suspended = false;    firstVal = 0;    secondVal = 0;    workMethod();   } catch ( InterruptedException x ) {    System.out.println("interrupted while in workMethod()");   }  }  private void workMethod() throws InterruptedException {   int val = 1;   while ( true ) {    //仅当贤臣挂起时，才运行这行代码    waitWhileSuspended();    stepOne(val);    stepTwo(val);    val++;    //仅当线程挂起时，才运行这行代码    waitWhileSuspended();    Thread.sleep(200);   }  }  private void stepOne(int newVal)      throws InterruptedException {   firstVal = newVal;   Thread.sleep(300);  }  private void stepTwo(int newVal) {   secondVal = newVal;  }  public void suspendRequest() {   suspended = true;  }  public void resumeRequest() {   suspended = false;  }  private void waitWhileSuspended()     throws InterruptedException {   //这是一个“繁忙等待”技术的示例。   //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，   //更佳的技术是：使用Java的内置“通知-等待”机制   while ( suspended ) {    Thread.sleep(200);   }  }  public static void main(String[] args) {   AlternateSuspendResume asr =     new AlternateSuspendResume();   Thread t = new Thread(asr);   t.start();   //休眠1秒，让其他线程有机会获得执行   try { Thread.sleep(1000); }   catch ( InterruptedException x ) { }   for ( int i = 0; i < 10; i++ ) {    asr.suspendRequest();    //让线程有机会注意到挂起请求    //注意：这里休眠时间一定要大于    //stepOne操作对firstVal赋值后的休眠时间，即300ms，    //目的是为了防止在执行asr.areValuesEqual（）进行比较时,    //恰逢stepOne操作执行完，而stepTwo操作还没执行    try { Thread.sleep(350); }    catch ( InterruptedException x ) { }    System.out.println("dsr.areValuesEqual()=" +      asr.areValuesEqual());    asr.resumeRequest();    try {     //线程随机休眠0~2秒     Thread.sleep(       ( long ) (Math.random() * 2000.0) );    } catch ( InterruptedException x ) {     //略    }   }   System.exit(0); //退出应用程序  } }

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：