Java中,线程的状态使用一个枚举类型来描述的。这个枚举一共有6个值: NEW(新建)、RUNNABLE(运行)、BLOCKED(锁池)、TIMED_WAITING(定时等待)、WAITING(等待)、TERMINATED(终止、结束)。
但是大多数人的理解和上面的这六种还是有些差别,通常会加上阻塞状态,可运行状态,挂起状态。
在API中 java.lang.Thread.State
这个枚举中给出了六种线程状态,
这是Thread类描述线程状态的枚举类的源代码:
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public enum State {
/**
* Thread state for a thread which has not yet started.
*/
NEW,
/**
* Thread state for a runnable thread. A thread in the runnable
* state is executing in the Java virtual machine but it may
* be waiting for other resources from the operating system
* such as processor.
*/
RUNNABLE,
/**
* Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
* A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
* to enter a synchronized block/method or
* reenter a synchronized block/method after calling
* {@link Object#wait() Object.wait}.
*/
BLOCKED,
/**
* Thread state for a waiting thread.
* A thread is in the waiting state due to calling one of the
* following methods:
* <ul>
* <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
* <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
* <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
* </ul>
*
* <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
* perform a particular action.
*
* For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
* on an object is waiting for another thread to call
* <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
* that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
* is waiting for a specified thread to terminate.
*/
WAITING,
/**
* Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
* A thread is in the timed waiting state due to calling one of
* the following methods with a specified positive waiting time:
* <ul>
* <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
* <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
* <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
* <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
* <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
* </ul>
*/
TIMED_WAITING,
/**
* Thread state for a terminated thread.
* The thread has completed execution.
*/
TERMINATED;
}
线程从创建、运行到结束总是处于下面五个状态之一:新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。
线程状态转换图:
当用new操作符创建一个线程时, 例如new Thread(r)
,线程还没有开始运行,此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时,程序还没有开始运行线程中的代码。
一个新创建的线程并不自动开始运行,要执行线程,必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程,start()方法创建线程运行的系统资源,并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后,线程就处于就绪状态。
处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法,线程还必须同其他线程竞争CPU时间,只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中,不可能同时运行多个线程,一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由
Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。
当线程获得CPU时间后,它才进入运行状态,真正开始执行run()方法.
线程运行过程中,可能由于各种原因进入阻塞状态:
有两个原因会导致线程死亡:
1.run方法正常退出而自然死亡,
据官方源码,一个线程有六个状态,没有阻塞状态,没有可运行,没有挂起状态。这里先列出各个线程状态发生的条件,下面将会对每种状态进行详细解析:
线程状态 | 导致状态发生修改的条件 |
---|---|
NEW(新建) | 线程刚被创建,但是并未启动。还没调用start()方法。 |
Runnable(可运行) | 线程可以在java虚拟机中运行的状态,可能正在运行自己代码,也可能没有,这取决于操作系统处理器。 |
Blocked(锁阻塞) | 当一个线程试图获取一个对象锁,而该对象锁被其他的线程持有,则该线程进入Blocked状态;当该线程持有锁时,该线程将变成Runnable状态。 |
Waiting(无限 等待) | 一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。 |
Timed Waiting(计时等待) | 同waiting状态,有几个方法有超时参数,调用他们将进入TimedWaiting状态。这一状态将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep、Object.wait。 |
Teminated(被 终止) | 因为run方法正常退出而死亡,或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。 |
我们不需要去研究这几种状态的实现原理,我们只需知道在做线程操作中存在这样的状态。那我们怎么去理解这几个状态呢,新建与被终止还是很容易理解的,我们就研究一下线程从Runnable(可运行)状态与非运行状态之间 的转换问题。
当线程调用sleep()方法或当前线程中有其他线程调用了带时间参数的join()方法的时候进入了定时等待状态(TIMED_WAITING)。
代码示例:
/**
* @author bruceliu
* @create 2019-06-01 22:35
* @description TimedWaiting(计时等待)
*/
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Thread1 t1 = new Thread1();
Thread2 t2 = new Thread2();
t1.setThread2(t2);
t1.start();
t2.start();
}
}
//Thread1负责打印两个线程的状态。
class Thread1 extends Thread {
private Thread2 t2;
public void setThread2(Thread2 t2) {
this.t2 = t2;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("进入t1线程");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
System.out.println("t1 的状态: " + getState());
System.out.println("t2 的状态: " + t2.getState());
System.out.println();
//为了减少打印次数,所以t1每打印一次睡1秒
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
}
class Thread2 extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("进入t2线程,马上进入睡眠");
try {
//睡眠5秒钟。
sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t2睡眠结束");
}
}
通过案例可以发现,sleep方法的使用还是很简单的。我们需要记住下面几点:
sleep()中指定的时间是线程不会运行的最短时间。因此,sleep()方法不能保证该线程睡眠到期后就开始立刻执行。
Timed Waiting 线程状态图:
Blocked状态在API中的介绍为:一个正在阻塞等待一个监视器锁(锁对象)的线程处于这一状态。
如果我们已经学完同步机制,那么这个状态是非常好理解的了。比如,线程A与线程B代码中使用同一锁,如果线程A获取到锁,线程A进入到Runnable状态,那么线程B就进入到Blocked锁阻塞状态。
这是由Runnable状态进入Blocked状态。除此Waiting以及Time Waiting状态也会在某种情况下进入阻塞状态,而这部分内容作为扩充知识点带领大家了解一下。
Blocked 线程状态图:
Wating状态在API中介绍为:一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的(唤醒)动作的线程处于这一状态。那么我们之前遇到过这种状态吗?答案是并没有,但并不妨碍我们进行一个简单深入的了解。我们通过一段代码来学习一下:
package com.bruceliu.demo7;
/**
* @author bruceliu
* @create 2019-05-30 16:59
* @description
*/
public class WaitingTest {
public static Object obj = new Object();
public static void main(String[] args) {
// 演示waiting
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (obj) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=== 从waiting状态醒来,获取到锁对象,继续执行了");
obj.wait(); //无限等待
//obj.wait(5000); //计时等待, 5秒 时间到,自动醒来
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=== 从waiting状 态醒来,获取到锁对象,继续执行了");
}
}
}
}, "等待线程").start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) { //每隔3秒 唤醒一次
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "‐‐‐‐‐ 等待3秒钟");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "‐‐‐‐‐ 获取到锁对 象,调用notify方法,释放锁对象");
obj.notify();
}
}
}
}, "唤醒线程").start();
}
}
通过上述案例我们会发现,一个调用了某个对象的 Object.wait 方法的线程会等待另一个线程调用此对象的Object.notify()方法 或 Object.notifyAll()方法。其实waiting状态并不是一个线程的操作,它体现的是多个线程间的通信,可以理解为多个线程之间的协作关系,多个线程会争取锁,同时相互之间又存在协作关系。就好比在公司里你和你的同事们,你们可能存在晋升时的竞争,但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。当多个线程协作时,比如A,B线程,如果A线程在Runnable(可运行)状态中调用了wait()方法那么A线程就进入了Waiting(无限等待)状态,同时失去了同步锁。假如这个时候B线程获取到了同步锁,在运行状态中调用了notify()方法,那么就会将无限等待的A线程唤醒。注意是唤醒,如果获取到锁对象,那么A线程唤醒后就进入Runnable(可运行)状态;如果没有获取锁对象,那么就进入到Blocked(锁阻塞状态)。
Waiting 线程状态图:
到此为止我们已经对线程状态有了基本的认识,想要有更多的了解,详情可以见下图:
我们在翻阅API的时候会发现Timed Waiting(计时等待) 与 Waiting(无限等待) 状态联系还是很紧密的,比如Waiting(无限等待) 状态中wait方法是空参的,而timed waiting(计时等待) 中wait方法是带参的。这种带参的方法,其实是一种倒计时操作,相当于我们生活中的小闹钟,我们设定好时间,到时通知,可是如果提前得到(唤醒)通知,那么设定好时间在通知也就显得多此一举了,那么这种设计方案其实是一举两得。如果没有得到(唤醒)通知,那么线程就处于Timed Waiting状态,直到倒计时完毕自动醒来;如果在倒计时期间得到(唤醒)通知,那么线程从Timed Waiting状态立刻唤醒。
分享文章:并发编程专题(三)-线程的状态
本文路径:https://www.cdcxhl.com/article12/jpssgc.html
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