Synchronized之三：Synchronized与线程中断、线程wait

线程中断

见《Thread之八：interrupt中断》

正如中断二字所表达的意义，在线程运行(run方法)中间打断它，在Java中，提供了以下3个有关线程中断的方法

//中断线程（实例方法）
public void Thread.interrupt();

//判断线程是否被中断（实例方法）
public boolean Thread.isInterrupted();

//判断是否被中断并清除当前中断状态（静态方法）
public static boolean Thread.interrupted();

当一个线程处于被阻塞状态或者试图执行一个阻塞操作时，使用Thread.interrupt()方式中断该线程，注意此时将会抛出一个InterruptedException的异常，同时中断状态将会被复位(由中断状态改为非中断状态)，如下代码将演示该过程：

package com.dxz.synchronize;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class InterruputSleepThread3 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                // while在try中，通过异常中断就可以退出run循环
                try {
                    while (true) {
                        // 当前线程处于阻塞状态，异常必须捕捉处理，无法往外抛出
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("Interruted When Sleep");
                    boolean interrupt = this.isInterrupted();
                    // 中断状态被复位
                    System.out.println("interrupt:" + interrupt);
                }
            }
        };
        t1.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        // 中断处于阻塞状态的线程
        t1.interrupt();
    }
}

结果：

Interruted When Sleep
interrupt:false

如上述代码所示，我们创建一个线程，并在线程中调用了sleep方法从而使用线程进入阻塞状态，启动线程后，调用线程实例对象的interrupt方法中断阻塞状态，并抛出InterruptedException异常，此时中断状态也将被复位。这里有些人可能会诧异，为什么不用Thread.sleep(2000);而是用TimeUnit.SECONDS.sleep(2);其实原因很简单，前者使用时并没有明确的单位说明，而后者非常明确表达秒的单位，事实上后者的内部实现最终还是调用了Thread.sleep(2000);，但为了编写的代码语义更清晰，建议使用TimeUnit.SECONDS.sleep(2);的方式，注意TimeUnit是个枚举类型。

除了阻塞中断的情景，我们还可能会遇到处于运行期且非阻塞的状态的线程，这种情况下，直接调用Thread.interrupt()中断线程是不会得到任响应的，如下代码，将无法中断非阻塞状态下的线程：

package com.dxz.synchronize;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class InterruputThread {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    System.out.println("未被中断");
                }
            }
        };
        t1.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        t1.interrupt();

    }
}

结果：

未被中断
未被中断
未被中断
...

虽然我们调用了interrupt方法，但线程t1并未被中断，因为处于非阻塞状态的线程需要我们手动进行中断检测并结束程序，改进后代码如下：

package com.dxz.synchronize;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class InterruputThread {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    // 判断当前线程是否被中断
                    if (this.isInterrupted()) {
                        System.out.println("线程中断");
                        break;
                    }
                }

                System.out.println("已跳出循环,线程中断!");
            }
        };
        t1.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        t1.interrupt();
    }
}

结果：

线程中断
已跳出循环,线程中断!

是的，我们在代码中使用了实例方法isInterrupted判断线程是否已被中断，如果被中断将跳出循环以此结束线程。综合所述，可以简单总结一下中断两种情况：

• 一种是当线程处于阻塞状态或者试图执行一个阻塞操作时，我们可以使用实例方法interrupt()进行线程中断，执行中断操作后将会抛出interruptException异常(该异常必须捕捉无法向外抛出)并将中断状态复位；
• 另外一种是当线程处于运行状态时，我们也可调用实例方法interrupt()进行线程中断，但同时必须手动判断中断状态，并编写中断线程的代码(其实就是结束run方法体的代码)。有时我们在编码时可能需要兼顾以上两种情况，那么就可以如下编写：

  package com.dxz.synchronize;
  
  import java.util.concurrent.TimeUnit;
  
  public class InterruputThread3 {
      public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
          Thread t1 = new Thread() {
              @Override
              public void run() {
                  try {
                      // 判断当前线程是否已中断,注意interrupted方法是静态的,执行后会对中断状态进行复位
                      while (!Thread.interrupted()) {
                          System.out.println("服务中...");
                          TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                      }
                  } catch (InterruptedException e) {
                      System.out.println("中断");
                      // 中断状态被复位
                      System.out.println("interrupt:" + this.isInterrupted());
                  }
              }
          };
          t1.start();
          TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
          t1.interrupt();
      }
  }

结果：

服务中...
服务中...
中断
interrupt:false

中断与synchronized

事实上线程的中断操作对于正在等待获取的锁对象的synchronized方法或者代码块并不起作用，也就是对于synchronized来说，如果一个线程在等待锁，那么结果只有两种，要么它获得这把锁继续执行，要么它就保存等待，即使调用中断线程的方法，也不会生效。演示代码如下

package com.dxz.synchronize;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SynchronizedBlocked implements Runnable {

    public synchronized void f() {
        System.out.println("Trying to call f()");
        while (true) // Never releases lock
            Thread.yield();
    }

    /**
     * 在构造器中创建新线程并启动获取对象锁
     */
    public SynchronizedBlocked() {
        // 该线程已持有当前实例锁
        new Thread() {
            public void run() {
                f(); // Lock acquired by this thread
            }
        }.start();
    }

    public void run() {
        // 中断判断
        while (true) {
            if (Thread.interrupted()) {
                System.out.println("中断线程!!");
                break;
            } else {
                f();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SynchronizedBlocked sync = new SynchronizedBlocked();
        Thread t = new Thread(sync);
        // 启动后调用f()方法,无法获取当前实例锁处于等待状态
        t.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        // 中断线程,无法生效
        t.interrupt();
    }
}

结果：

Trying to call f()

我们在SynchronizedBlocked构造函数中创建一个新线程并启动获取调用f()获取到当前实例锁，由于SynchronizedBlocked自身也是线程，启动后在其run方法中也调用了f()，但由于对象锁被其他线程占用，导致t线程只能等到锁，此时我们调用了t.interrupt();但并不能中断线程。

等待唤醒机制与synchronized

所谓等待唤醒机制本篇主要指的是notify/notifyAll和wait方法，在使用这3个方法时，必须处于synchronized代码块或者synchronized方法中，否则就会抛出IllegalMonitorStateException异常，这是因为调用这几个方法前必须拿到当前对象的监视器monitor对象，也就是说notify/notifyAll和wait方法依赖于monitor对象，在前面的分析中，我们知道monitor 存在于对象头的Mark Word 中(存储monitor引用指针)，而synchronized关键字可以获取 monitor ，这也就是为什么notify/notifyAll和wait方法必须在synchronized代码块或者synchronized方法调用的原因。

synchronized (obj) {
       obj.wait();
       obj.notify();
       obj.notifyAll();
 }

需要特别理解的一点是，与sleep方法不同的是wait方法调用完成后，线程将被暂停，但wait方法将会释放当前持有的监视器锁(monitor)，直到有线程调用notify/notifyAll方法后方能继续执行，而sleep方法只让线程休眠并不释放锁。同时notify/notifyAll方法调用后，并不会马上释放监视器锁，而是在相应的synchronized(){}/synchronized方法执行结束后才自动释放锁。

转自：

http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72828483?locationNum=5&fps=1