【Java并发编程】之三：线程挂起、恢复与终止的正确方法

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：

​ 由结果可以看出，输出的所有结果均为true。首先，针对情况1（线程挂起的位置不确定），这里确定了线程挂起的位置，不会出现线程在stepOne操作和stepTwo操作之间挂起的情况；针对情况2（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），在发出挂起请求后，还没有执行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

当调用Thread的start（）方法，执行完run（）方法后，或在run（）方法中return，线程便会自然消亡。另外Thread API中包含了一个stop（）方法，可以突然终止线程。但它在JDK1.2后便被淘汰了，因为它可能导致数据对象的崩溃。一个问题是，当线程终止时，很少有机会执行清理工作；另一个问题是，当在某个线程上调用stop（）方法时，线程释放它当前持有的所有锁，持有这些锁必定有某种合适的理由——也许是阻止其他线程访问尚未处于一致性状态的数据，突然释放锁可能使某些对象中的数据处于不一致状态，而且不会出现数据可能崩溃的任何警告。

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。