Java 解析線程的幾種狀態(tài)詳解
1. 線程的5種狀態(tài)
從操作系統(tǒng)層面上,任何線程一般都具有五種狀態(tài),即創(chuàng)建、就緒、運行、阻塞、終止。
(1) 新建狀態(tài)(NEW)
在程序中用構(gòu)造方法創(chuàng)建一個新線程時,如new Thread()
,該線程就是創(chuàng)建狀態(tài),此時它已經(jīng)有了相應(yīng)的內(nèi)存空間和其它資源,但是還沒有開始執(zhí)行。
(2) 就緒狀態(tài)(READ)
新建線程對象后,調(diào)用該線程的start()
方法就可以啟動線程。當線程啟動時,線程就進入就緒狀態(tài)(runnable)
由于還沒有分配CPU,線程將進入線程隊列排隊,等待CPU服務(wù),這表明它已經(jīng)具備了運行條件。當系統(tǒng)挑選一個等待執(zhí)行的Thread對象后,它就會從等待狀態(tài)進入執(zhí)行狀態(tài)。系統(tǒng)挑選的動作稱之為“CPU調(diào)度”。一旦獲得CPU,線程就進入運行狀態(tài)并自動調(diào)用自己的run方法。
(3) 運行狀態(tài)(RUNNING)
當就緒狀態(tài)的線程被調(diào)用并獲得處理器資源時,線程就進入了運行狀態(tài)。此時,自動調(diào)用該線程對象的run()
方法。
(4) 阻塞狀態(tài)( BLOCKED)
一個正在執(zhí)行的線程在某些特殊情況下,如被人為掛起或需要執(zhí)行耗時的輸入輸出操作時,將讓出CPU并暫時中止自己的執(zhí)行,進入堵塞狀態(tài)。
在可執(zhí)行狀態(tài)下,如果調(diào)用sleep()、suspend()、wait()
等方法,線程都將進入阻塞狀態(tài)。阻塞時,線程不能進入排隊隊列,只能當引起阻塞的原因被消除后,線程轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài),重新到就緒隊列中排隊等待,這時被CPU調(diào)度選中后會從原來停止的位置開始繼續(xù)執(zhí)行。
記?。鹤枞幌笫腔氐骄途w狀態(tài),不是運行狀態(tài)。
(5) 死亡狀態(tài)(TERMINATED)
線程調(diào)用stop(), destory()或run()
執(zhí)行結(jié)束后,線程即處于死亡狀態(tài)。處于死亡狀態(tài)的線程不具有繼續(xù)運行的能力。
2. Java線程的6種狀態(tài)
Java中線程的生命周期分為6種狀態(tài)。Thread類有一個實例屬性和一個實例方法專門用于保存和獲取線程的狀態(tài)。其中,用于保存線程Thread實例狀態(tài)的實例屬性為:
// 以整數(shù)的形式保存線程的狀態(tài) private volatile int threadStatus = 0; // 返回當前線程的狀態(tài),一個枚舉類型值 public State getState() { return sun.misc.VM.toThreadState(threadStatus); }
Thread.State是一個內(nèi)部枚舉類,定義了6個枚舉常量,分別代表Java線程的6種狀態(tài),具體如下:
public enum State { // 新建狀態(tài) NEW, // 運行狀態(tài) RUNNABLE, /** * 阻塞狀態(tài) * Object.wait */ BLOCKED, /** * 等待狀態(tài) * Object.wait * Thread.join * LockSupport.park */ WAITING, /** * 限時等待狀態(tài) * Thread.sleep * Object.wait * Thread.join * LockSupport.parkUntil * LockSupport.parkNanos */ TIMED_WAITING, // 終止狀態(tài) TERMINATED; }
有4種是比較常見的狀態(tài),它們是:NEW(新建)狀態(tài)、RUNNABLE(可執(zhí)行)狀態(tài)、TERMINATED(終止)狀態(tài)、TIMED_WAITING(限時等待)狀態(tài)。
(1) NEW狀態(tài)
Java源碼對NEW狀態(tài)的說明是:創(chuàng)建成功但是沒有調(diào)用start()方法啟動的Thread線程實例都處于NEW狀態(tài)。
當然,并不是Thread線程實例的start()方法一經(jīng)調(diào)用,其狀態(tài)就從NEW狀態(tài)到RUNNABLE狀態(tài),此時并不意味著線程立即獲取CPU時間片并且立即執(zhí)行,中間需要一系列操作系統(tǒng)的內(nèi)部操作。
(2) RUNNABLE狀態(tài)
當調(diào)用了Thread實例的start()方法后,下一步如果線程獲取CPU時間片開始執(zhí)行,JVM將異步調(diào)用線程的run()方法執(zhí)行其業(yè)務(wù)代碼。那么在run()方法被異步調(diào)用之前,JVM做了哪些事情呢?當Java線程的Thread實例的start()方法被調(diào)用后,操作系統(tǒng)中的對應(yīng)線程進入的并不是運行狀態(tài),而是就緒狀態(tài),而Java線程并沒有這個就緒狀態(tài)。操作系統(tǒng)中線程的就緒狀態(tài)是什么狀態(tài)的呢?JVM的線程狀態(tài)與其幕后的操作系統(tǒng)線程狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系簡化后如圖:
一個操作系統(tǒng)線程如果處于就緒狀態(tài),就表示“萬事俱備,只欠東風(fēng)”,即該線程已經(jīng)滿足執(zhí)行條件,但是還不能執(zhí)行。處于就緒狀態(tài)的線程需要等待系統(tǒng)的調(diào)度,一旦就緒狀態(tài)被系統(tǒng)選中,獲得CPU時間片,線程就開始占用CPU,開始執(zhí)行線程的代碼,這時線程的操作系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生了改變,進入了運行狀態(tài)。
在操作系統(tǒng)中,處于運行狀態(tài)的線程在CPU時間片用完之后,又回到就緒狀態(tài),等待CPU的下一次調(diào)度。就這樣,操作系統(tǒng)線程在就緒狀態(tài)和執(zhí)行狀態(tài)之間被系統(tǒng)反復(fù)地調(diào)度,這種情況會一直持續(xù),直到線程的代碼邏輯執(zhí)行完成或者異常終止。這時線程的操作系統(tǒng)狀態(tài)又發(fā)生了改變,進入線程的最后狀態(tài)——TERMINATED狀態(tài)。
就緒狀態(tài)和運行狀態(tài)都是操作系統(tǒng)中的線程狀態(tài)。在Java語言中,并沒有細分這兩種狀態(tài),而是將這兩種狀態(tài)合并成同一種狀態(tài)——RUNNABLE狀態(tài)。因此,在Thread.State枚舉類中,沒有定義線程的就緒狀態(tài)和運行狀態(tài),只是定義了RUNNABLE狀態(tài)。這就是Java線程狀態(tài)和操作系統(tǒng)中線程狀態(tài)不同的地方。
總之,NEW狀態(tài)的Thread實例調(diào)用了start()方法后,線程的狀態(tài)將變成RUNNABLE狀態(tài)。盡管如此,線程的run()方法不一定會馬上被并發(fā)執(zhí)行,需要在線程獲取了CPU時間片之后才真正啟動并發(fā)執(zhí)行。
(3) TERMINATED狀態(tài)
處于RUNNABLE狀態(tài)的線程在run()方法執(zhí)行完成之后就變成終止狀態(tài)TERMINATED了。當然,如果在run()方法執(zhí)行過程中發(fā)生了運行時異常而沒有被捕獲,run()方法將被異常終止,線程也會變成TERMINATED狀態(tài)。
(4) TIMED_WAITING狀態(tài)
線程處于一種特殊的等待狀態(tài),準確地說,線程處于限時等待狀態(tài)。能讓線程處于限時等待狀態(tài)的操作大致有以下幾種:
- Thread.sleep(int n):使得當前線程進入限時等待狀態(tài),等待時間為n毫秒。
- Object.wait():帶時限的搶占對象的monitor鎖。
- Thread.join():帶時限的線程合并。
- LockSupport.parkNanos():讓線程等待,時間以納秒為單位。
- LockSupport.parkUntil():讓線程等待,時間可以靈活設(shè)置。
3. Java線程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換
總結(jié)
本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
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