3.Java中volatile 标记位的停止方法为什么不能用？

今天药忘吃喽~ 2023-10-08 17:12 88阅读 0赞

这个之前被问过好几次，所以单独来聊一下。

## 在java中几种停止线程的错误方法： ##

> 比如 stop()，suspend() 和 resume()，这些方法已经被 Java 直接标记为 @Deprecated。

**为什么不能用这些方法呢？**

*  是因为 ***stop() 会直接把线程停止***，这样就没有给线程足够的时间来处理想要在停止前保存数据的逻辑，任务戛然而止，会导致出现数据完整性等问题。
 *  suspend() 和 resume() 而言，它们的问题在于如果线程调用 suspend()，它***并不会释放锁，就开始进入休眠***，但此时有可能仍持有锁，***这样就容易导致死锁问题***，因为这把锁在线程被继续之前，是不会被释放的。

> 举例：假设线程 A 调用了 suspend() 方法让线程 B 挂起，线程 B 进入休眠，而线程 B 又刚好持有一把锁，此时假设线程 A 想访问线程 B 持有的锁，但由于线程 B 并没有释放锁就进入休眠了，所以对于线程 A 而言，此时拿不到锁，也会陷入阻塞，那么线程 A 和线程 B 就都无法继续向下执行。

## volatile 修饰标记位不适用的场景： ##

### 1.错误代码解析： ###

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
    import java.util.concurrent.BlockingQueue;
    
    /**
     * @author fei.chen
     * @description: 测试 volatile 在生产消费中无效 案例
     * @date 2022/11/21下午 2:16
     */
    public class test {
        
      
      // 1. 声明了一个生产者 Producer，通过 volatile 标记的初始值为 false 的布尔值 canceled 来停止线程。
      // 2. 在 run() 方法中，while 的判断语句是 num 是否小于 100000 及 canceled 是否被标记。
      // 3. while 循环体中判断 num 如果是 50 的倍数就放到 storage 仓库中，storage 是生产者与消费者之间进行通信的存储器，当 num 大于 100000 或被通知停止时，会跳出 while 循环并执行 finally 语句块，告诉大家“生产者结束运行”。
        static class Producer implements Runnable {
        
            public volatile boolean canceled = false;
            BlockingQueue storage;
            public Producer(BlockingQueue storage) {
        
                this.storage = storage;
            }
    
            @Override
            public void run() {
        
                int num = 0;
                try {
        
                    while (num <= 100000 && !canceled) {
        
                        if (num % 50 == 0) {
        
                            storage.put(num);
                            System.out.println(num + "是50的倍数,被放到仓库中了。");
                        }
                        num++;
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                } finally {
        
                    System.out.println("生产者结束运行");
                }
            }
        }
    
        //对于消费者 Consumer，它与生产者共用同一个仓库 storage，并且在方法内通过 needMoreNums() 方法判断是否需要继续使用更多的数字
        //刚才生产者生产了一些 50 的倍数供消费者使用，消费者是否继续使用数字的判断条件是产生一个随机数并与 0.97 进行比较，大于 0.97 就不再继续使用数字.
        static class Consumer {
        
            BlockingQueue storage;
            public Consumer(BlockingQueue storage) {
        
                this.storage = storage;
            }
            public boolean needMoreNums() {
        
                if (Math.random() > 0.97) {
        
                    return false;
                }
                return true;
            }
        }
    
    
        // main 函数，首先创建了生产者/消费者共用的仓库 BlockingQueue storage，仓库容量是 8.
        //并且建立生产者并将生产者放入线程后启动线程，启动后进行 500 毫秒的休眠.
        //休眠时间保障生产者有足够的时间把仓库塞满，而仓库达到容量后就不会再继续往里塞，这时生产者会阻塞，500 毫秒后消费者也被创建出来，并判断是否需要使用更多的数字，然后每次消费后休眠 100 毫秒，这样的业务逻辑是有可能出现在实际生产中的。
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            ArrayBlockingQueue storage = new ArrayBlockingQueue(8);
    
            Producer producer = new Producer(storage);
            Thread producerThread = new Thread(producer);
            producerThread.start();
            Thread.sleep(500);
    
            Consumer consumer = new Consumer(storage);
            while (consumer.needMoreNums()) {
        
                System.out.println(consumer.storage.take() + "被消费了");
                Thread.sleep(100);
            }
            System.out.println("消费者不需要更多数据了。");
    
            //一旦消费不需要更多数据了，我们应该让生产者也停下来，但是实际情况却停不下来
            producer.canceled = true;
            System.out.println(producer.canceled);
        }
    
    }

**当消费者不再需要数据，就会将 canceled 的标记位设置为 true，理论上此时生产者会跳出 while 循环，并打印输出“生产者运行结束”。**

**然而结果却不是我们想象的那样，尽管已经把 canceled 设置成 true，但生产者仍然没有停止；**

**这是因为在这种情况下，生产者在执行 storage.put(num) 时*发生阻塞*；**

**在它被叫醒之前是没有办法进入下一次循环判断 canceled 的值的，所以在这种情况下用 volatile 是没有办法让生产者停下来的；**

**相反如果用 interrupt 语句来中断，即使生产者处于阻塞状态，仍然能够感受到中断信号，并做响应处理。**

返回:
    
    0是50的倍数,被放到仓库中了。
    50是50的倍数,被放到仓库中了。
    100是50的倍数,被放到仓库中了。
    150是50的倍数,被放到仓库中了。
    200是50的倍数,被放到仓库中了。
    250是50的倍数,被放到仓库中了。
    300是50的倍数,被放到仓库中了。
    350是50的倍数,被放到仓库中了。
    400是50的倍数,被放到仓库中了。
    0被消费了
    50被消费了
    450是50的倍数,被放到仓库中了。
    100被消费了
    500是50的倍数,被放到仓库中了。
    150被消费了
    550是50的倍数,被放到仓库中了。
    消费者不需要更多数据了。
    true

### 2.正确修改代码： ###

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
    import java.util.concurrent.BlockingQueue;
    /**
     * @author fei.chen
     * @description: interrupt 
     * @date 2022/11/21下午 2:16
     */
    public class test  {
        
    	  public  static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
    	        ArrayBlockingQueue storage = new ArrayBlockingQueue(8);
    	
    	        Producer producer = new Producer(storage);
    	        Thread producerThread = new Thread(producer);
    	        producerThread.start();
    	        Thread.sleep(500);
    	
    	        Consumer consumer = new Consumer(storage);
    	        while (consumer.needMoreNums()) {
        
    	            System.out.println(consumer.storage.take() + "被消费了");
    	            Thread.sleep(100);
    	        }
    	        System.out.println("消费者不需要更多数据了。");
    	
    	        //一旦消费不需要更多数据了，我们应该让生产者也停下来，但是实际情况却停不下来
    	        producerThread.interrupt();
    	    }  
    	  static   class Consumer {
        
    		    BlockingQueue storage;
    	        public Consumer(BlockingQueue storage) {
        
    	            this.storage = storage;
    	        }
    	        public boolean needMoreNums() {
        
    	        	double aa = Math.random();
    	        	System.out.println("Math.random() :"+ aa +"> 0.97");
    	            if (aa > 0.97) {
        
    	            
    	                return false;
    	            }
    	            return true;
    	        }
    	    }
    
    	  static  class Producer implements Runnable {
        
    //	        public volatile boolean canceled = false;
    	        BlockingQueue storage;
    	        public Producer(BlockingQueue storage) {
        
    	            this.storage = storage;
    	        }
    	     
    	        @Override
    	        public void run() {
        
    	            int num = 0;
    	            try {
        
    	                while (num <= 100000 && !Thread.currentThread().isInterrupted()) {
        
    	                    if (num % 50 == 0) {
        
    	                        storage.put(num);
    	                        System.out.println(num + "是50的倍数,被放到仓库中了。");
    	                    }
    	                    num++;
    	                }
    	            } catch (InterruptedException e) {
        
    	                e.printStackTrace();
    	            } finally {
        
    	                System.out.println("生产者结束运行");
    	            }
    	        }
    	    }
    	  
    }

## 常问面试题： ##

**你知不知道如何正确停止线程？**

> 首先，从原理上讲应该用 interrupt 来请求中断，而不是强制停止，因为这样可以避免数据错乱，也可以让线程有时间结束收尾工作。

**如果我们是子方法的编写者，遇到了 interruptedException，应该如何处理呢？**

> 我们可以把异常声明在方法中，以便顶层方法可以感知捕获到异常，或者也可以在 catch 中再次声明中断，这样下次循环也可以感知中断，所以要想正确停止线程就要求我们停止方，被停止方，子方法的编写者相互配合，大家都按照一定的规范来编写代码，就可以正确地停止线程了。

**哪些方法停止线程是不够好的？**

> 比如说已经被舍弃的 stop()、suspend() 和 resume()，它们由于有很大的安全风险比如死锁风险而被舍弃，而 volatile 这种方法在某些特殊的情况下，比如线程被长时间阻塞的情况，就无法及时感受中断，所以 volatile 是不够全面的停止线程的方法。