JAVA多线程之中断机制及处理中断的方法

在多线程编程中，线程可能会因为各种原因（比如等待不必要的资源、等待IO操作或者Long Running操作）而进入阻塞状态，我们常使用中断机制来解决这种情况。

中断机制

简单来说，中断机制就是用来打断阻塞状态的线程。当一个线程被中断时，它会收到一个 InterruptedException 异常，执行中断处理方法；如果线程不在阻塞状态，调用线程的 interrupt() 方法会将线程的中断标志位置为 true。

如何使用中断机制

当我们需要在线程阻塞等待资源的时候，如果稍后可能会有更快捷的途径获取这些资源，那么就可以用Thread.interrupt()方法来中断这个线程，从而避免其一直等待下去。

此外，在 Java 中，还有些阻塞 IO 操作会阻塞线程，比如 InputStream.read() 或者 Socket.accept() 等方法，这些方法都会抛出阻塞异常 InterruptedIOException。这个异常继承了IOException异常，它有一个 bytesTransferred 属性用来指示在中断发生之前已经读取了多少字节。当 bytesTransferred 等于 -1 时，表示操作没有收到任何字节。

例如，下面的代码演示了如何使用 interrupt() 方法来中断线程阻塞：

public class ThreadInterruptDemo extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("线程开始运行...");
            Thread.sleep(10000);
            System.out.println("线程结束运行...");
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("线程被中断...");
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadInterruptDemo thread = new ThreadInterruptDemo();
        thread.start();
        System.out.println("等待线程运行10秒...");
        Thread.sleep(5000);

        //中断线程
        thread.interrupt();
    }
}

当线程运行到 Thread.sleep(10000); 时，它会阻塞并等待10秒钟，但是在运行到5秒钟时，main() 方法将 thread 线程中断，此时 Thread.sleep(10000); 会抛出 InterruptedException 异常，然后线程执行 catch 语句块并结束运行。

如何处理中断

下面是一个使用 Callable 实现的例子，其中包含了一些线程可以响应中断的处理：

public class CallableInterruptDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

        Callable<Integer> task = () -> {
            int result = 0;
            for (int i = 0; i < 10_000_000; i++) {
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("任务被中断，直接退出！");
                    return 0;
                }
                result += i;
            }
            return result;
        };

        Future<Integer> future = executorService.submit(task);

        try {
            System.out.println("任务结果：" + future.get(1, TimeUnit.SECONDS));
        } catch (TimeoutException e) {
            System.out.println("任务超时...");
        } finally {
            future.cancel(true);
        }

        executorService.shutdown();
    }
}

对于能够响应中断的线程，在处理逻辑中，应该经常检查当前线程的中断标记 Thread.interrupted() 或者 Thread.isInterrupted()，以便及时退出线程并释放资源，从而保证线程的性能和健壮性。

总之，Java 中的中断机制在一些特定场景下是非常有用的，尤其是在处理 IO 或者其他等待资源的情况下。但需要记住的是，中断机制只是一种线程协作机制，它涉及到线程之间的承诺和信任，应该根据具体情况谨慎使用。