1.線程狀態(tài)（生命周期）

一個線程在給定的時間點只能處于一種狀態(tài)。

線程可以有如下6 種狀態(tài)：

• New (新創(chuàng)建）：未啟動的線程；
• Runnable (可運行）：可運行的線程，需要等待操作系統(tǒng)資源；
• Blocked (被阻塞）：等待監(jiān)視器鎖而被阻塞的線程；
• Waiting (等待）：等待喚醒狀態(tài)，無限期地等待另一個線程喚醒；
• Timed waiting (計時等待）：在指定的等待時間內等待另一個線程執(zhí)行操作的線程；
• Terminated (被終止）：已退出的線程。

要確定一個線程的當前狀態(tài)， 可調用getState 方法

線程狀態(tài)關系圖

注意：虛線框（全大寫英文）的狀態(tài)為Java線程狀態(tài)。

2.操作線程狀態(tài)

2.1.新創(chuàng)建狀態(tài)（NEW）

就是實例化線程完成后，未啟動線程的狀態(tài)。

可通過三種方式創(chuàng)建線程

• 重寫Thread類run()方法
• 實現Runnable接口
• 實現Callable接口

一個簡單的例子概括三種方式

public?class?Demo?{

????public?static?void?main(String[]?args)?throws?ExecutionException,?InterruptedException?{
????????/**
?????????*?1.直接重寫run()?或繼承Thread類再重寫run()
?????????*/
????????Thread?thread?=?new?Thread()?{
????????????@Override
????????????public?void?run()?{
????????????????System.out.println("Thread");
????????????}
????????};
????????//?開啟線程
????????thread.start();

????????/**
?????????*?2.lambda、內部類或線程類方式實現Runnable接口，實現run()方法
?????????*?再交給Thread?類
?????????*/
????????Thread?runThread?=?new?Thread(()?->?{
????????????System.out.println("Runnable");
????????});
????????//?開啟線程
????????runThread.start();

????????/**
?????????*?3.lambda、內部類或線程類方式實現Callable接口，實現call()方法
?????????*?再交給Thread 類：FutureTask本質也是Runnable實現類
?????????*/
????????FutureTask<String>?futureTask?=?new?FutureTask<String>(()?->?{
????????????System.out.println("Callable");
????????????return?"CallableThread";
????????});
????????Thread?callThread?=?new?Thread(futureTask);
????????//?開啟線程
????????callThread.start();
????????//?獲取call()方法的返回值
????????String?s?=?futureTask.get();
????????System.out.println("call()方法的返回值："+s);
????}

}

不重寫 run() 或 call() 方法直接實例化Thread類創(chuàng)建的線程沒有實際意義；

只有Callable方式創(chuàng)建的線程可以獲取線程的返回值。

2.2.可運行狀態(tài)（RUNNABLE）

該狀態(tài)指的是線程實例化對象調用start()方法后進入的狀態(tài)。線程處于可以運行狀態(tài)，如果有處理器等資源，就可以執(zhí)行程序。

該狀態(tài)在操作系統(tǒng)層面包含兩步：線程就緒和線程運行中，但在Java線程狀態(tài)中，這兩步都統(tǒng)稱為Runnable（可運行）狀態(tài)。

線程由就緒狀態(tài)變?yōu)檫\行狀態(tài)，重點就看你的線程有沒有搶到CPU資源（CPU時間片），誰搶到就運行，沒搶到就等。因為CPU時間片（執(zhí)行時間）非常短，大概十幾毫秒，所以線程切換的這個時間是非常短的，就緒狀態(tài)變?yōu)檫\行狀態(tài)的時間也非常短，在開發(fā)時幾乎感覺不到這種狀態(tài)的變化，所以在Java中將兩者看作是一個整體，重點關注線程可否運行并區(qū)別于其他狀態(tài)即可，更進一步簡化線程的開發(fā)。如果你的程序要運行很久（比如寫個死循環(huán)），在一個CPU時間片內沒有執(zhí)行完成，那么你的線程就要搶下一次的CPU時間片，搶到了才可以繼續(xù)執(zhí)行程序，沒搶到那就要繼續(xù)搶，直到線程中的程序執(zhí)行完成。

其實這個場景應該都見到過，例如多個線程執(zhí)行同一個程序，都將日志打印到同一個文件時，就會出現不同線程的日志混在了一起的情況，不利于排查問題。解決這種問題常見的方法有：一是分線程打印日志到不同文件；二是將日志信息保存到字符串對象中，在程序的最后將日志信息一次性打印到文件。第二種方式就是利用CPU的一個時間片來完成日志信息的打印。

注意：程序只能對新建狀態(tài)的線程調用start()方法，不要對處于非新建狀態(tài)的線程調用start() 方法，這都會引發(fā)IllegalThreadStateException異常。

2.3.被阻塞狀態(tài)（BLOCKED）

線程處于等待監(jiān)視器鎖而被阻塞的狀態(tài)。有一個線程獲取了鎖未釋放，其他線程也來獲取，但發(fā)現獲取不到鎖也進入了被阻塞狀態(tài)。

被阻塞狀態(tài)只存在于多線程并發(fā)訪問下，區(qū)別于后面兩種因線程自己進入”等待“而導致的阻塞。

進入狀態(tài)

• 進入synchronized 代碼塊/方法
• 未獲取到鎖

退出狀態(tài)

• 獲取到監(jiān)視器鎖

2.4.等待喚醒狀態(tài)（WAITING）

整個流程是這樣的：線程在某個對象的同步方法中先獲取到對象鎖；在執(zhí)行wait方法時，該線程將釋放對象鎖，并且該線程被放入到這個對象的等待隊列；等待另一個線程獲取到同一個對象的鎖，然后通過notify() 或 notifyAll() 方法喚醒對象等待隊列中的線程。

從整個流程可以知道

wait (),notify () 和 notifyAll () 方法需要在線程獲取到鎖的情況下才可以繼續(xù)執(zhí)行，所以這三個方法都需要放在同步代碼塊/方法中執(zhí)行，否則報異常：java.lang.IllegalMonitorStateException。

在同步代碼塊中，線程進入WAITING 狀態(tài)時，鎖會被釋放，不會導致該線程阻塞。反過來想下，如果鎖沒釋放，那其他線程就沒辦法獲取鎖，也就沒辦法喚醒它。

進入狀態(tài)

• object.wait()
• thread.join()
• LockSupport.park()

退出狀態(tài)

• object.notify()
• object.notifyall()
• LockSupport.unpark()

2.5.計時等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）

一般是計時結束就會自動喚醒線程繼續(xù)執(zhí)行后面的程序，對于Object.wait(long) 方法還可以主動通知喚醒。

注意：Thread類下的sleep() 方法可以放在任意地方執(zhí)行；而wait(long) 方法和wait() 方法一樣，需要放在同步代碼塊/方法中執(zhí)行，否則報異常：java.lang.IllegalMonitorStateException。

進入狀態(tài)

• Thread.sleep(long)
• Object.wait(long)
• Thread.join(long)
• LockSupport.parkNanos(long)
• LockSupport.parkNanos(Object blocker, long nanos)
• LockSupport.parkUntil(long)
• LockSupport.parkUntil(Object blocker, long deadline)

注：blocker 參數為負責此線程駐留的同步對象。

退出狀態(tài)

• 計時結束
• LockSupport.unpark(Thread)
• object.notify()
• object.notifyall()

2.6.終止（TERMINATED）

線程執(zhí)行結束

• run()/call() 執(zhí)行完成
• stop()線程
• 錯誤或異常>>意外死亡

stop() 方法已棄用。

3.查看線程的6種狀態(tài)

通過一個簡單的例子來查看線程出現的6種狀態(tài)。

案例

public?class?Demo3?{
????private?static?Object?object?="obj";
????
????public?static?void?main(String[]?args)?throws?InterruptedException?{

????????Thread?thread0?=?new?Thread(()?->?{
????????????try?{
????????????????//?被阻塞狀態(tài)（BLOCKED）
????????????????synchronized?(object){
????????????????????System.out.println("thread0?進入：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）");
????????????????????object.wait();
????????????????????System.out.println("thread0?被解除完成：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）");
????????????????}
????????????????System.out.println("thread0?"+Thread.currentThread().getState());
????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????e.printStackTrace();
????????????}
????????});
????????//?新創(chuàng)建狀態(tài)（NEW）
????????System.out.println(thread0.getName()+"："+thread0.getState());

????????Thread?thread1?=?new?Thread(()?->?{
????????????try?{
????????????????System.out.println("thread1 進入：計時等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）");
????????????????Thread.sleep(2);
????????????????System.out.println("thread1 出來：計時等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）");
????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????e.printStackTrace();
????????????}
????????????//?被阻塞狀態(tài)（BLOCKED）
????????????synchronized?(object){
????????????????System.out.println("thread1 解除：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）");
????????????????object.notify();
????????????????System.out.println("thread1 解除完成：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）");
????????????}
????????????System.out.println("thread1?"+Thread.currentThread().getState());
????????});
????????//?新創(chuàng)建狀態(tài)（NEW）
????????System.out.println(thread1.getName()+"："+thread1.getState());

????????printState(thread0);
????????printState(thread1);

????????//?可運行狀態(tài)（RUNNABLE）
????????thread0.start();
????????//?可運行狀態(tài)（RUNNABLE）
????????thread1.start();

????}
????
????
????//?使用獨立線程來打印線程狀態(tài)
????private?static?void?printState(Thread?thread)?{
????????new?Thread(()->{
????????????while?(true){
????????????????System.out.println(thread.getName()+"："+thread.getState());
????????????????if?(thread.getState().equals(Thread.State.TERMINATED)){
????????????????????System.out.println(thread.getName()+"："+thread.getState());
????????????????????break;
????????????????}
????????????}
????????}).start();
????}
}

執(zhí)行結果：簡化后的輸出結果

Thread-0：NEW
Thread-1：NEW
Thread-0：RUNNABLE
Thread-1：RUNNABLE
thread0 進入：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
thread1 進入：計時等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）
Thread-0：BLOCKED
Thread-0：WAITING
……
Thread-0：WAITING
Thread-1：BLOCKED
Thread-1：TIMED_WAITING
……
Thread-1：TIMED_WAITING
Thread-1：BLOCKED
……
Thread-1：BLOCKED
Thread-0：WAITING
……
Thread-0：WAITING
thread1 出來：計時等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）
Thread-0：WAITING
Thread-1：BLOCKED
thread1 解除：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
Thread-0：WAITING
Thread-0：BLOCKED
thread1 解除完成：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
thread1 RUNNABLE
Thread-0：BLOCKED
Thread-1：TERMINATED
thread0 被解除完成：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）
Thread-0：BLOCKED
thread0 RUNNABLE
Thread-0：TERMINATED

最終的執(zhí)行結果如圖。

注意：因為案例中使用了獨立線程來打印不同線程的狀態(tài)，會出現狀態(tài)打印稍微延遲的情況。

到此這篇關于一文詳解Java線程的6種狀態(tài)與生命周期的文章就介紹到這了,更多相關Java線程狀態(tài)內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論