Java多线程之Interrupt中断线程详解

在使用Java进行多线程编程时，经常需要控制线程的执行行为，比如暂停、终止、恢复线程等。这时我们就需要一个中断机制来实现我们的控制需求。Java中，通过Interrupt中断机制来实现对线程的中断控制。

中断线程的基本使用方法：

要中断一个Java线程，可以使用线程对象的interrupt()方法，其语法为：

public void interrupt();

注意：不要误解Interrupt方法将线程停止，super.interrupt是停止父类的，而不是停止当前线程的。

需要注意的是，仅仅调用thread.interrupt()方法并不能直接中断线程的执行，而只是设置线程的中断标志位为true。中断标志位为true的线程，并不是一定会立即停止执行，需要在开发中正确判断。

如何正确判断线程的中断标志位

对于一个线程，可以通过Thread类的静态方法interrupted()和实例方法isInterrupted()方法来判断其中断状态。

interrupted()方法会重置中断标志位，因此如果线程被中断后，调用interrupted()方法返回的总是true。

isInterrupted()方法不会重置中断标志位，因此可以通过该方法来判断线程是否被中断，而不会影响线程的执行状态。

下面是一个简单的示例，说明如何正确判断线程的中断标志位：

class MyThread extends Thread {
  public void run() {
    while (!Thread.interrupted()) {
      // do some work
    }
  }
}

在上面的示例中，通过while循环和Thread.interrupted()方法等效地判断线程的中断状态，在循环内部做一些工作。如果线程被中断，那么Thread.interrupted()方法就会返回true，while循环就会退出。

我如何中断正在等待I/O操作的线程？

对于正在执行I/O操作的线程，如果调用了线程的interrupt()方法，那么I/O操作就会被中止，并且线程的中断标志位会被设置为true。为了正确处理I/O操作被中止的情况，我们需要正确处理InterruptedIOException异常。

下面是一个简单的输入输出示例程序，说明如何处理I/O操作被中止的异常：

class MyThread extends Thread {
  public void run() {
    try {
      sleep(10000); // 10秒后中断线程
    } catch (InterruptedException e) {
      return;
    }

    // do some work
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    MyThread thread = new MyThread();
    thread.start();

    try {
      Thread.sleep(5000); // 5秒后中断线程
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }

    thread.interrupt(); // 中断线程

    try {
      thread.join(); // 等待线程结束
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

在上面的示例中，我们创建了一个MyThread线程并启动它，然后过了5秒钟后调用了线程的interrupt()方法来中断它。在MyThread中，我们使用了sleep方法模拟耗时操作，此时线程可能会执行I/O操作。在I/O操作过程中，如果线程被中断，就会触发InterruptedIOException异常，我们需要正确处理该异常来保证线程的正确运行。

实现中断线程的最佳实践

为了实现线程的可靠的中断控制，我们需要遵循以下的最佳实践：

1. 在线程中使用while循环和Thread.interrupted()方法等效地判断线程的中断状态，以便能及时退出循环并结束线程的执行。

2. 在I/O操作执行中可能会抛出InterruptedIOException异常，在捕捉该异常时及时退出循环，并清理线程中断状态。

3. 在线程的执行过程中，避免使用Thread.stop()方法，该方法并不能保证线程的安全终止，容易导致线程状态的不一致。

4. 在线程的执行过程中合理使用sleep()方法，以减轻CPU负载，确保线程能够得到合理的资源调度。

5.在线程中while循环使用wait方式等待任务的过程中等待超时时间，每次wait都要判断一次中断标志，以防止虚假唤醒，等待过程如下：

while(!stopCond && now < maxWait){
    synchronized (this) {
        try {
            this.wait(maxWait - now);
        } catch (InterruptedException ex) {
            interrupted = true;
        }
        now = new Date().getTime();
    }
}
if(interrupted)
    Thread.currentThread().interrupt();

总之，正确使用Java的Interrupt中断机制可以非常好地实现线程的控制和调度，有效提高多线程程序的稳定性和性能。