Java 并发编程之线程挂起、恢复与终止

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：

   线程挂起的位置不确定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）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

 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。

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