JAVA进阶系列 - 并发编程 - 第3篇 线程的生命周期

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了JAVA进阶系列 - 并发编程 - 第3篇 线程的生命周期，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含6553字，纯文字阅读大概需要10分钟。

内容图文

目标

1. 线程的生命周期

2. 线程的状态定义

3. 线程的状态转移

内容

1. 线程的生命周期说明

上一篇文章中，我们简单的描述了同步与异步的差异以及线程的基本使用。那么今天我们就来了解一下线程的生命周期。

在调用了 Thread 类对象的 start 方法来启动 Java 线程后，对应的底层操作系统线程不能马上得到 CPU 时间片来执行，需要等待操作系统的调度。所以，为了便于跟踪 Java 线程的执行情况，Thread 类定义了一系列的线程状态来表示当前线程的执行情况，同时整个线程的整个生命周期就是在这些状态直接转换。

2. 线程的状态定义

为了便于对 Java 的线程进行管理和对线程的运行情况进行跟踪，Java 定义了 6 个线程状态来表示线程的当前运行情况，这6个状态具体在 Thread 类的内部枚举类 State 中定义：

public?enum?State?{
????//?新建状态
????NEW,
????//?可运行状态
????RUNNABLE,
????//?阻塞状态
????BLOCKED,
????//?等待状态
????WAITING,
????//?超时等待状态
????TIMED_WAITING,
????//?终止状态
????TERMINATED;
}

2.1. 新建状态 NEW

当我们用关键字 new 创建一个 Thread 对象时，因为没有调用 start 方法启动该线程，此时的 Thread 对象就是一个普通的 Java 对象，并不会执行任何操作。

@Slf4j
public?class?ThreadStateDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Thread?t1?=?new?Thread(()?->?{
????????????log.debug("running...");
????????},?"t1");

????????log.debug("t1?state?{}",?t1.getState());????//?t1?state?NEW
????}
}

2.2. 可运行状态 RUNNABLE

线程通过调用 start 方法启动，使该线程对象进入 RUNNABLE 状态，此时才真正地在 JVM 进程中创建了一个线程。

但是线程启动之后可以立即得到执行吗？答案是否定的。线程的运行与否和进程一样都要听命于 CPU 的调度。如果操作系统的 CPU 此时是空闲的，则该线程对象对应的线程可以立即获取到 CPU 时间片并执行(此时的线程状态为运行中running)。反之，如果此时 CPU 繁忙，不能马上分配 CPU 时间片资源来执行该线程，则该线程需要等待操作系统之后的调度来获得 CPU 时间片并执行(此时的线程状态为就绪ready)。

@Slf4j
public?class?ThreadStateDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Thread?t2?=?new?Thread(()?->?{
????????????while(true){
????????????????//?runnable
????????????}
????????},?"t2");
????????t2.start();

????????log.debug("t2?state?{}",?t2.getState());????//?t2?state?RUNNABLE
????}
}

当线程处于阻塞状态 BLOCKED 时，线程不能继续往下执行。这种情况主要出现在如下几种情况中：

• 调用了 sleep 或者 wait 方法而加入了 waitSet 中；

• 进行某个阻塞的 IO 操作；

• 获取某个锁资源失败从而加入到该锁的阻塞队列中；

@Slf4j
public?class?ThreadStateDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Thread?t5?=?new?Thread(()?->?{
????????????synchronized?(ThreadStateDemo.class)?{
????????????????try?{
????????????????????//?time_waiting
????????????????????Thread.sleep(1000000);
????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????????e.printStackTrace();
????????????????}
????????????}
????????},?"t5");
????????t5.start();

????????Thread?t3?=?new?Thread(()?->?{
????????????//?t5?线程先占用锁，所以该线程会进入?blocked?状态
????????????synchronized?(ThreadStateDemo.class)?{
????????????????try?{
????????????????????Thread.sleep(1000000);
????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????????e.printStackTrace();
????????????????}
????????????}
????????},?"t3");
????????t3.start();

????????log.debug("t3?state?{}",?t3.getState());????//?t3?state?BLOCKED
????}
}

线程处于等待状态 WAITING 主要出现在与其他线程进行协作的场景中，具体为当前线程等待其他线程执行某种操作来通知和唤醒当前线程。当前线程处于等待状态 WAITING 时，除了不能继续往下执行外，还有个特性是如果当前线程持有锁，如在 synchronized 方法内或者 synchronized 同步代码块内部执行时，线程进入了等待状态，则会自动释放锁，这样其他线程可以竞争获取该锁。

在 Thread 类的方法设计中，主要是基于 Object 类的 wait、notify 和 notifyAll 方法实现的，其中线程调用 wait 方法时，进入等待状态。另外当线程调用 Thread 类的 join 方法或者调用 LockSupport 的静态 park 方法时，线程也会进入等待状态 WAITING。

@Slf4j
public?class?ThreadStateDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Thread?t2?=?new?Thread(()?->?{
????????????while(true){
????????????????//?runnable
????????????}
????????},?"t2");
????????t2.start();

????????Thread?t4?=?new?Thread(()?->?{
????????????try?{
????????????????//?waiting
????????????????t2.join();
????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????e.printStackTrace();
????????????}
????????},?"t4");
????????t4.start();

????????log.debug("t4?state?{}",?t4.getState());????//?t4?state?WAITING
????}
}

超时等待状态 TIMED_WAITING 与等待状态 WAITING 功能类似，不同之处在于 WAITING 状态的等待不支持指定等待时间，没有超时机制，一旦条件不满足就会无限等待下去。而处于超时等待状态 TIMED_WAITING 的线程，指定了最长等待时间，如果超过这个时间条件还未满足，则当前线程会自动唤醒并继续往下执行。

@Slf4j
public?class?ThreadStateDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Thread?t5?=?new?Thread(()?->?{
????????????synchronized?(ThreadStateDemo.class)?{
????????????????try?{
????????????????????//?time_waiting
????????????????????Thread.sleep(1000000);
????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????????e.printStackTrace();
????????????????}
????????????}
????????},?"t5");
????????t5.start();

????????log.debug("t5?state?{}",?t5.getState());????//?t5?state?TIMED_WAITING
????}
}

TERMINATED 是一个线程的最终状态。当 Thread 线程对象对应的现场执行完毕时，线程进入终止状态 TERMINATED，在该状态中线程将不会切换到其他任何状态。这意味着该线程整个生命周期都结束了，对应的 Thread 类对象也会被回收销毁。下列这些情况都将会使线程进入 TERMINATED 状态：

• 线程正常运行结束；

• 线程意外出错结束；

• JVM Crash，导致所有线程结束；

@Slf4j
public?class?ThreadStateDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Thread?t6?=?new?Thread(()?->?{
????????????log.debug("running...");
????????},?"t6");
????????t6.start();

????????try?{
????????????//?这里主线程休眠一下，让
????????????Thread.sleep(500);
????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????e.printStackTrace();
????????}

????????log.debug("t6?state?{}",?t6.getState());????//?t6?state?TERMINATED
????}
}

图片来源：B站 - 黑马程序员

上图中箭头表示可由该状态向对应状态转换。其中，RUNNABLE 状态涵盖了操作系统层面的 【可运行状态】【运行状态】和【阻塞状态】（由于 BIO 导致的线程阻塞，在Java里面无法区分，仍然认为是可运行）

总结

本篇我们学习了线程的生命周期，在使用多线程的过程中，线程的生命周期将会贯穿始终，只有清晰地掌握生命周期各个阶段的切换，才能更好地理解线程的阻塞以及唤醒机制，同时也为掌握同步锁等概念打下一个良好的基础。

今天的文章到这里就结束了，小伙伴们有什么建议或者意见请联系我改进哦，微信公众号：【该昵称无法识别】，你们的支持是我最大的动力！！！

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的JAVA进阶系列 - 并发编程 - 第3篇 线程的生命周期全部内容，希望文章能够帮你解决JAVA进阶系列 - 并发编程 - 第3篇 线程的生命周期所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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