java 主线程中断状态线程池中线程

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mob64ca12ec3a08 2024-09-14 03:58:11 ©著作权

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Java 主线程中断状态影响线程池中线程的实现

在Java中，线程的管理和控制是开发者需要掌握的重要技能之一。在多线程环境下，线程的中断状态尤其是怎样让线程池中的线程响应主线程的中断状态亦是一个大家常常关注的话题。本文将指导刚入行的小白一步一步实现这一功能。

处理流程

在实现过程中，我们需要遵循一系列的步骤，下面是整个实现流程的表格化展示：

步骤	描述
1	创建线程池
2	提交任务至线程池
3	在主线程中设置中断标志
4	让线程池中的线程响应中断状态
5	关闭线程池

接下来，让我们详细讨论每一步的具体实现。

步骤详解

1. 创建线程池

首先，我们需要创建一个线程池。可以使用Executors类来创建一个固定大小的线程池。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

// 创建一个固定大小的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);

该代码段使用Executors.newFixedThreadPool(3)创建一个大小为3的线程池。

2. 提交任务至线程池

一旦线程池创建成功，就可以开始往线程池中提交任务。这里我们定义一个简单的Runnable任务用于测试中断。

Runnable task = () -> {
    try {
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            System.out.println("任务正在执行: " + Thread.currentThread().getName());
            Thread.sleep(1000); // 模拟长时间运行的任务
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        // 线程被中断后需要处理的逻辑
        System.out.println("任务被中断: " + Thread.currentThread().getName());
    }
};

// 提交任务到线程池
executorService.submit(task);

在任务中，主循环会检查当前线程的中断状态。如果线程没有被中断，则继续执行。这段代码展示了如何通过Thread.currentThread().isInterrupted()检查线程状态。

3. 在主线程中设置中断标志

接下来，我们需要在主线程中设置中断标志。例如，我们可以添加一个延时后中断的逻辑。

try {
    Thread.sleep(3000); // 主线程等待3秒
} catch (InterruptedException e) {
    Thread.currentThread().interrupt(); // 重置中断状态
}

// 中断线程池中的所有线程
executorService.shutdownNow(); // 关闭线程池并中断所有线程

在这里，shutdownNow()方法会尝试立即停止所有正在执行的任务，并返回尚未开始执行的任务列表。

4. 让线程池中的线程响应中断状态

在上一步中，我们已经触发了线程的中断。我们需要确保线程在接收到中断信号后能妥善处理。

前面任务代码已经实现了这一逻辑，所以下面是示例展示的总结：

// 任务中已包含:
// 1. 检查线程状态
// 2. 中断时的处理逻辑

我们通过isInterrupted()方法检查状态，并在捕获到InterruptedException时进行处理。

5. 关闭线程池

最后，可以在所有任务完成后关闭线程池。我们可以调用awaitTermination以确保所有任务完成。

try {
    if (!executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
        executorService.shutdownNow(); // 超过时间限制则强制关闭
    }
} catch (InterruptedException e) {
    executorService.shutdownNow(); // 捕获异常后关闭
}

通过awaitTermination来等待所有任务完成，并在超时或者被中断时强制关闭。

代码完整示例

以下是完整的示例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadInterruptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);

        // 提交任务
        Runnable task = () -> {
            try {
                while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("任务正在执行: " + Thread.currentThread().getName());
                    Thread.sleep(1000);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("任务被中断: " + Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        executorService.submit(task);

        // 主线程等待三秒
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }

        // 中断线程池的任务
        executorService.shutdownNow();

        // 关闭线程池
        try {
            if (!executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
                executorService.shutdownNow();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            executorService.shutdownNow();
        }
    }
}

流程可视化

饼状图

我们可以用如下的饼状图来表示任务执行的不同状态（正在进行、被中断等）：

pie
    title 任务执行状态
    "正在执行": 70
    "被中断": 30

甘特图

同时，我们可以用甘特图来表示主线程与任务之间的时间关系：

gantt
    title 线程执行甘特图
    dateFormat  HH:mm
    section 主线程
    主线程休眠         :a1, 0:00, 3:00
    主线程中断任务     :after a1  , 0:00, 0:00
    section 线程池任务
    任务开始执行       :a2, 0:00, 10:00
    任务被中断         :a3, 3:00, 0:00