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Para indicar para uma thread que ela deve "interromper" seu trabalho o Java disponibiliza um mecanismo conhecido como Interrupts:

public void run() {
    while(!Thread.interrupted()) {
        // Fazer algo
    }
}

// para interromper
minhaThread.interrupt();

Dito isso, não é incomum encontrar código que faz a mesma coisa "na unha" com uma flag volatile:

private volatile boolean running = true;

public void stop() {
    running = false;
}

public void run() {
    while(running) {
        // Fazer algo
    }
}

// para interromper
minhaThread.stop();

Quando devo usar cada uma dessas técnicas?

4 Respostas 4

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+50

O uso de uma flag volatile, como apresentado na questão, não traz benefício algum além de uma sensação por parte do desenvolvedor de ter em suas mãos o "controle" de execução. :)

Interrupções

A API de Threads do Java implementou uma flag de uso genérico para gerenciar interrupção de threads "pausadas".

Se uma thread está pausada numa chamada a Object#wait(), Thread#join ou Thread#sleep, o método interrupt() é capaz de "acordá-la". Na prática, é como se houvesse ocorrido um erro na chamada a um desses métodos e ele lançasse a exceção InterruptedException.

Determinadas operações de entrada e saída (I/O) também podem ser afetadas, por exemplo as que usam InterruptibleChannel.

A implementação da flag de interrupção é nativa, portanto a JVM pode utilizar mecanismos mais otimizados para comunicação entre as threads.

Portanto, se usada corretamente, a API provê mecanismos avançados para interromper a execução de uma thread mesmo quando há operações demoradas sendo executadas, como acesso a arquivos e rede.

Interrupções e laços

Tal flag também é comumente usada para interromper laços, como no exemplo da pergunta.

O único perigo em se fazer isto é não controlar o estado da flag de interrupção devidamente.

Por exemplo, se você tratar a exceção de interrupçã:

public void run() {
    while(!Thread.interrupted()) {
        // Começa algo
        try {
            // Faz algo que pode lançar InterruptedException
        } catch (InterruptedException e) {
            log.error(e);
        }
        // Finaliza algo
    }
}

O código acima vai resultar num laço infinito porque capturar a exceção limpa a flag e a condição de saída do laço será sempre falsa!

Por causa disso, se houver necessidade de capturar tal exceção, em geral recomenda-se que se restaure a interrupção no catch, assim:

public void run() {
    while(!Thread.interrupted()) {
        // Começa algo
        try {
            // Faz algo que pode lançar InterruptedException
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
            log.error(e);
        }
        // Finaliza algo
    }
}

Como o tratamento da exceção pode estar "escondido" dentro de outro método, alguns recomendam, por precaução, sempre chamar o interrupt dentro de um catch que capture tal exceção.

Flag volatile

Controlar manualmente com uma flag possui algumas desvantagens, dentre as quais eu considero as piores:

  • Necessário o compartilhamento de variáveis. As threads precisam se comunicar diretamente, aumentando o acoplamento.
  • Incapacidade de interromper threads em espera.
  • Desenvolvedores que não entendem o volatile. Alguns tentam imitar o uso e se esquecem do modificador, podendo levar a condições de corrida e comportamentos inesperados.

Por outro lado, há vantagens nesta abordagem:

  • Se a flag não for simplesmente um boolean, isto é, se existe algum objeto mais complexo que é compartilhado. Por exemplo, no caso de threads consumindo uma fila, a "flag" pode ser a fila estar vazia.
  • Se um número arbitrário de threads depende da mesma flag.
  • Se não é desejado que não ocorra interrupção imediata da atual iteração da thread. Pode ser, por exemplo, que o objetivo seja apenas finalizar o laço, mas qualquer operação aguardando por wait ou join deve continuar até o final.
  • O uso de uma flag num laço trivial como da questão é mais simples de entender, comparado com a API.

API confusa

Infelizmente, a API para controle de interrupção do Java é um tanto confusa. Compare os métodos disponíveis:

  • Thread.interrupt(): interrompe uma thread. Deve ser chamado diretamente num objeto, que pode ser a thread atual (como no exemplo mais acima) ou alguma outra thread, caso você queira interrompê-la. Este método ativa a flag de interrupção.
  • Thread.isInterrupted(): verifica se a flag de interrupção está ativa para uma dada thread. Também deve ser chamado num objeto, que pode ser a thread atual ou outra thread.
  • Thread.interrupted(): retorna o estado da flag de interrupção e limpa a flag. Este é um método estático da classe, portanto é chamado sem um objeto e sempre faz referência à thread atual.

Os dois primeiros métodos fazem muito sentido, mas o último é um tanto estranho, pois uma vez que seja invocado ele efetivamente limpa a flag. isto leva a situações inusitadas como quando uma expressão booleana usada num if modifica o estado e o código a seguir "vê" outros valores.

Considerações

Minha sugestão é utilizar a API por padrão, quando isto se aplicar ao problema. Se houver uma necessidade mais específica, uma solução manual é necessária e não há problemas com isto.

Não é errado usar uma flag, mas para um desenvolvedor maduro é importante aprender a usar a API do Java - ou qualquer linguagem que usa. Faz parte disso evitar soluções ad hoc quando possível.

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  • 1
    Perfeito como sempre @utluiz. Vou deixar um bounty ;). Commented 4/11/2016 às 9:16
  • O código acima vai resultar num laço infinito porque capturar a exceção limpa a flag! Por causa disso, se houver necessidade de capturar tal exceção, em geral recomenda-se que se restaure a interrupção no catch, assim: Tudo isso é verdade, mas o seu loop continua a ser infinito se nao tiver um return no catch Commented 4/11/2016 às 9:24
  • @BrunoCosta Bruno, não vai porque existe a condição no while. Quando a thread interrompe a si mesma, neste caso, ela restaura a flag de interrupção e vai retornar true no método interrupted.
    – utluiz
    Commented 4/11/2016 às 9:27
  • @utluiz Oops, é verdade... Commented 4/11/2016 às 9:29
  • 1
    @AnthonyAccioly Esses métodos de interrupção são um caos. Depois vou incluir um tópico na resposta sobre isso. Sobre o volatile, não quis dizer que é desnecessário. Provavelmente me expressei mal em algum ponto. Eu quis dizer que a flag é desnecessária.
    – utluiz
    Commented 4/11/2016 às 10:10
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Threads podem entrar em modo de espera e aguardar uma condição para continuarem. No caso do wait() essa condição é um notify() ou notifyAll(). No caso de um sleep() é simplesmente que o tempo de "sono" seja decorrido.

Use interrupt() quando quiser fazer a thread sair mais cedo desses modos de espera, o que fará ela lançar uma InterruptedException.

Por outro lado, use uma flag o mecanismo de interrupt() e cheque o status interrompido da thread quando esta estiver executando operações lógicas (ela não está em modo de espera) e você deseja que ela finalize uma dessas operações e não continue as próximas. Por exemplo, se ela estiver gravando uma lista de arquivos e você quiser que ela pare ao completar a gravação de um dos arquivos, sem continuar gravando os próximos.

Deve-se ter atenção com o método usado para verificar o status de interrompido, pois embora o isInterrupted() não limpe o status da flag, outros métodos como o interrupted() limpam.

Há um uso para o volatile em multithreading, mas eu confesso que meu conhecimento é incompleto e não sei por que ele está sendo usado neste caso. Acredito que não é necessário no cenário que eu descrevi.

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Entendo que são coisas um pouco diferente!

Para usar interrupt é necessário que dentro de seu método run lance uma InterruptedException, para que ao chamar o interrupt este lance a Exception.

Os casos que a InterruptedException deve ser implementada:

  1. java.lang.Object#wait()
  2. java.lang.Object#wait(long)
  3. java.lang.Object#wait(long, int)
  4. java.lang.Thread#sleep(long)

Um exemplo de como parar um método run através do interrput :

public void run() {
        int pt = 0;
        try {
            while(true){
                System.out.println("ActionInterrupt {"+pt+"}");
                Thread.sleep(123L);
                pt++;
            }
        } catch (InterruptedException e) {
        // VAI CAIR AQUI, QUANDO CHAMAR O INTERRUPT!
            e.printStackTrace();
        }
    }

Já com a flag, não há necessidade! ela é mais simples e direta!

Não preciso da Exception para interromper a atividade!

Conclusão:

Se sua Thread não lançar uma InterruptedException, então deve se utilizar a flag.

Segue um exemplo!

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  • 2
    Oi Thiago, mas além de lançar a InterruptedException caso a Thread esteja "esperando" em um desses métodos parece que também há outra forma de verificar a interrupção (como no meu exemplo). Uma chamada a interrupt() também modifica um estado que pode ser lido com isInterrupted() ou o método estático interrupted(). Me parece que a Exception é complementar ao estado de interrupção... Ou seja, interrupt aparentemente faz o mesmo que a flag e mais alguma coisa, correto? Commented 1/11/2016 às 23:49
  • Então, a forma de verificar a interrupção com a flag seria verificar seu estado: while(suaThread.running). Por isso ela deverá ser volatile, para que seu valor seja disponibilizado para todas as Thread´s em tempo real. Se sua Thread não entrar em um dos 4 estados citados, o método interrupted sempre retornará false! Tecnicamente o interrupt vai terminar o sleep antes do esperado, enquanto a flag vai respeitar o while. O @Piovezan, deu uma ótima explicação sobre isso! Commented 2/11/2016 às 1:13
  • Acho que para as duas formas funcionarem iguais, depende da implementação! Se você deixar o try{ }cath dentro de um while o isInterrupted não irá atualizar! Segue um exemplo Commented 2/11/2016 às 1:21
  • 1
    Sim, esse é o meu ponto. A InterruptedException é uma feature extra para lidar com threads em WAITING, TIMED_WAIT, etc. Dito isso, segue um exemplo em que a thread é interrompida sem entrar em nenhum dos métodos citados (apenas verificando o método interrupted() que retorna true corretamente após a chamada para interrupt()): Link para o exemplo Commented 2/11/2016 às 10:07
  • 1
    @AnthonyAccioly Entendo. De fato é como você falou, o mecanismo de interrupt dispensa o uso da flag. Atualizei minha resposta de acordo.
    – Piovezan
    Commented 3/11/2016 às 23:22
1

Minha experiência

  • Seu projeto é simples.
  • Poucas threads
  • Poucas rotinas

Então podemos considerar tal cenário como qualquer solução bem implementada serve. Contexto, participei de um projeto onde o processamento paralelo era o principal requisito.

Qualquer uma dessas soluções adotadas ou proposta ai não atende.

  • Primeiro item complexidade alta
  • Grandes problemas de flags, tags e estados de objetos
  • Depende muito de você programador fazer o código (controle do processamento paralelo).
  • Segundo juntar a 1, 2, 3, frameworks diferentes, jsf, Quartz, JbossSeam e um servidor Weblogic por exemplo.
  • Hibernate, transações e IOC.
  • Pouca experiencia, falta de tempo, gente dando ponta pé pra todo o lado, todos perdidos.

Isso nunca vai funcionar.

Solução:

Use um controlador de pool de threads:

  • ThreadPoolExecutor (exemplo)
  • Domine transações
  • Processamento paralelo (o que pode executar paralelamente)
  • Blocos de código protegidos, sincronizados (não deve sincronizar e sim ter várias instancias, mas as vezes isso não é possível)
  • Controle completo dos ciclos de transações
  • Controle completo de IOC (se usar no projeto)
  • Se possível use thread pool dos próprios framework, geralmente são bons.

Em si é essas a recomendações que sirva para algum gerente de projeto ou analista, até mesmo para programadores em geral.

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  • Bem relevante para projetos reais, embora não responda diretamente ao que foi perguntado.
    – utluiz
    Commented 10/11/2016 às 5:52

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