如何让java程序执行一段时间后停止

1、概述

在本文中，我们将学习如何在一段时间后结束长时间运行的任务。我们将探讨这个问题的各种解决方案。此外，还将介绍各种方案缺点。

2、使用循环

假设我们在一个循环中处理一组数据，比如电子商务应用程序中循环获取产品项的一些信息，但可能没有必要完成所有项的处理。
实际上，我们希望只处理某一特定时间之前的内容，在此之后，我们希望停止执行，并显示列表在此时间之前处理的内容。
代码例子如下：

    long start = System.currentTimeMillis();
    long end = start + 30*1000;
    while (System.currentTimeMillis() < end) {
    // 一些费时的操作
    }

在这里，如果时间超过了30秒的限制，循环将中断。在上述解决方案中有一些我们值得注意的地方:

• 结果无法准确预测：循环运行的时间可能超过规定的时间限制。这将取决于每个迭代可能花费的时间。例如，如果每次迭代可能花费7秒，那么总时间可能会增加到35秒，这比期望的30秒时间限制大约多17%。
• 阻塞:在主线程中这样的处理可能不是一个好主意，因为它会阻塞很长一段时间。相反，这些操作应该与主线程解耦。

3、使用中断机制

在这里，我们将使用一个单独的线程来执行长期运行的操作。在超时时，主线程将向工作线程发送一个中断信号。如果工作线程仍然是活的，它将捕获信号并停止执行。如果worker线程在超时之前完成，它将不会对worker线程产生影响。

让我们看看工作线程:

// 实现Runnable线程接口
class LongRunningTask implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        try {
            while (!Thread.interrupted()) {
                Thread.sleep(500);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            // log error
        }
    }
}

在这里,Thread.sleep(500)模拟长时间运行的操作。除了这个，还有其他的操作。检查中断标志很重要，因为不是所有的操作都是可中断的。所以在这些情况下，我们应该手动检查标志。

另外，我们应该在每次迭代中检查这个标志，以确保线程在最多一次迭代的延迟内停止自身执行。

接下来，我们将介绍发送中断信号的三种不同机制。

3.1、使用Timer组件

我们可以创建一个TimerTask在超时时中断工作线程:

class TimeOutTask extends TimerTask {
    private Thread t;
    private Timer timer;
 
    TimeOutTask(Thread t, Timer timer){
        this.t = t;
        this.timer = timer;
    }
 
    // 用于结束工作线程
    public void run() {
        if (t != null && t.isAlive()) {
            t.interrupt();
            timer.cancel();
        }
    }
}

上面我们定义了一个TimerTask，传入工作线程作，timer定时器为参数，它将在调用工作线程的run方法时中断工作线程。定时器会在指定的延迟后触发TimerTask:

// 创建工作线程
Thread t = new Thread(new LongRunningTask());

// 创建定时器，指定时间内结束工作线程
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimeOutTask(t, timer), 30*1000);
t.start();

3.2、使用Future , get 方法

我们也可以使用Future的get方法来代替Timer:

ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future future = executor.submit(new LongRunningTask());
try {
    f.get(30, TimeUnit.SECONDS);
} catch (TimeoutException e) {
    f.cancel(true);
} finally {
    service.shutdownNow();
}

这里我们使用ExecutorService来提交工作线程，该工作线程返回一个Future的实例，Future的get方法将阻塞主线程，直到指定的时间。它将在指定超时后引发TimeoutException。在catch块中，我们通过调用Future对象上的cancel方法来中断工作线程。与前一种方法相比，这种方法的主要优点是它使用一个池来管理线程，而Timer只使用一个线程(没有池)。

3.3、使用ScheduledExcecutorSercvice

我们还可以使用ScheduledExecutorService来中断任务。这个类是ExecutorService的扩展，提供了相同的功能，并添加了几个处理执行调度的方法。这样可以在设定时间单位的一定延迟后执行给定的任务:

ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(2);
Future future = executor.submit(new LongRunningTask());
executor.schedule(new Runnable(){
    public void run(){
        future.cancel(true);
    }
}, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
executor.shutdown();

上述代码，我们使用newScheduledThreadPool方法创建了一个大小为2的调度线程池。ScheduledExecutorService.schedule方法接受一个Runnable、一个延迟值和延迟的单位。
上述程序将任务安排在提交后1秒后执行。此任务将取消原来的长时间运行的任务。
注意，与前面的方法不同，我们没有通过调用Future.get方法阻塞主线程。因此，它是上述所有方法中最受欢迎的方法。

7、这样停止是万无一失么

并不能保证线程执行在一段时间后停止。主要原因是并不是所有的阻塞方法都是可中断的。事实上，只有少数定义良好的可中断的方法才支持中断。因此，如果线程被中断并设置了标志，那么在它到达这些可中断方法之一之前，不会发生任何其他事情会一直阻塞下去。
例如，读和写方法只有在使用interruptiblnel创建的流上调用时才是可中断的。BufferedReader不是中断机制。因此，如果线程使用它来读取文件，那么在read方法中阻塞的这个线程上调用interrupt()不起作用。

但是，我们可以在每次读取循环后显式地检查中断标志。这将为延迟停止线程提供合理的保证。但是，这并不能保证在一段严格时间后停止线程，因为我们不知道读操作需要多少时间。另一方面，Object类的wait方法是可中断的。因此，在wait方法中阻塞的线程将在设置中断标志后立即抛出InterruptedException。我们可以通过在其方法签名中查找抛出InterruptedException来识别阻塞方法。一个重要的建议是避免使用已弃用的Thread.stop()方法。停止线程会导致它解锁它锁定的所有监视器。这是由于向上传播堆栈的ThreadDeath异常造成的。

8、结论

在本文程中，我们总结了在给定时间后停止执行的各种技术，以及每种技术的优缺点。