【高併發】由InterruptedException異常引發的思考

冰河團隊發表於2022-11-25
Exception

寫在前面

InterruptedException異常可能沒你想的那麼簡單！

前言

當我們在呼叫Java物件的wait()方法或者執行緒的sleep()方法時，需要捕獲並處理InterruptedException異常。如果我們對InterruptedException異常處理不當，則會發生我們意想不到的後果！

程式案例

例如，下面的程式程式碼，InterruptedTask類實現了Runnable介面，在run()方法中，獲取當前執行緒的控制程式碼，並在while(true)迴圈中，透過isInterrupted()方法來檢測當前執行緒是否被中斷，如果當前執行緒被中斷就退出while(true)迴圈，同時，在while(true)迴圈中，還有一行Thread.sleep(100)程式碼，並捕獲了InterruptedException異常。整個程式碼如下所示。

package io.binghe.concurrent.lab08;

/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 執行緒測試中斷
 */
public class InterruptedTask implements Runnable{

    @Override
    public void run() {

        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        while (true){
            if(currentThread.isInterrupted()){
                break;
            }

            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上述程式碼的本意是透過isInterrupted()方法檢查執行緒是否被中斷了，如果中斷了就退出while迴圈。其他執行緒透過呼叫執行執行緒的interrupt()方法來中斷執行執行緒，此時會設定執行執行緒的中斷標誌位，從而使currentThread.isInterrupted()返回true，這樣就能夠退出while迴圈。

這看上去沒啥問題啊！但真的是這樣嗎？我們建立一個InterruptedTest類用於測試，程式碼如下所示。

package io.binghe.concurrent.lab08;

/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 測試執行緒中斷
 */
public class InterruptedTest {
    public static void main(String[] args){
        InterruptedTask interruptedTask = new InterruptedTask();
        Thread interruptedThread = new Thread(interruptedTask);
        interruptedThread.start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        interruptedThread.interrupt();
    }
}

我們執行main方法，如下所示。

這竟然跟我們想象的不一樣！不一樣！不一樣！這是為什麼呢？

問題分析

上述程式碼明明呼叫了執行緒的interrupt()方法來中斷執行緒，但是卻並沒有起到啥作用。原因是執行緒的run()方法在執行的時候，大部分時間都是阻塞在sleep(100)上，當其他執行緒透過呼叫執行執行緒的interrupt()方法來中斷執行執行緒時，大機率的會觸發InterruptedException異常，在觸發InterruptedException異常的同時，JVM會同時把執行緒的中斷標誌位清除，所以，這個時候在run()方法中判斷的currentThread.isInterrupted()會返回false，也就不會退出當前while迴圈了。

既然問題分析清除了，那如何中斷執行緒並退出程式呢？

問題解決

正確的處理方式應該是在InterruptedTask類中的run()方法中的while(true)迴圈中捕獲異常之後重新設定中斷標誌位，所以，正確的InterruptedTask類的程式碼如下所示。

package io.binghe.concurrent.lab08;

/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 中斷執行緒測試
 */
public class InterruptedTask implements Runnable{

    @Override
    public void run() {

        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        while (true){
            if(currentThread.isInterrupted()){
                break;
            }

            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                currentThread.interrupt();
            }
        }
    }
}

可以看到，我們在捕獲InterruptedException異常的catch程式碼塊中新增了一行程式碼。

currentThread.interrupt();

這就使得我們捕獲到InterruptedException異常後，能夠重新設定執行緒的中斷標誌位，從而中斷當前執行的執行緒。

我們再次執行InterruptedTest類的main方法，如下所示。

總結

處理InterruptedException異常時要小心，如果在呼叫執行執行緒的interrupt()方法中斷執行執行緒時，丟擲了InterruptedException異常，則在觸發InterruptedException異常的同時，JVM會同時把執行執行緒的中斷標誌位清除，此時呼叫執行執行緒的isInterrupted()方法時，會返回false。此時，正確的處理方式是在執行執行緒的run()方法中捕獲到InterruptedException異常，並重新設定中斷標誌位（也就是在捕獲InterruptedException異常的catch程式碼塊中，重新呼叫當前執行緒的interrupt()方法）。

寫在最後

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最後，附上併發程式設計需要掌握的核心技能知識圖，祝大家在學習併發程式設計時，少走彎路。

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