P25 线程状态
- 1.线程状态概述
- 2.TIMED_WAITING(计时等待)
- 3.BLOCKED(锁阻塞)
- 4.WAITING(无限等待)
- 5.补充知识点
系统:Win10
Java:1.8.0_333
IDEA:2020.3.4
1.线程状态概述
当线程被创建并启动之后,它既不是一起动就进入执行状态,也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中,有几种状态呢?在 API 中 java.lang.Thread.State 这个枚举类中给出了六种线程状态:
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的解析
线程状态 | 导致状态发生条件 |
---|---|
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。进入这个状态以后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能唤醒 |
Timed_Waiting(计时等待) | 同Waiting状态,有几个方法有超时参数,代用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态将一直保持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 |
Terminated (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 |
目前不需要去研究这几种状态的实现原理,只需要知道在做线程操作中存在这样的状态。那么如何去理解这几个状态,新建与被终止还是很容易理解的,那么就研究一下线程从 Runnable(可运行)状态与非运行状态之间的转换问题
2.TIMED_WAITING(计时等待)
Timed_Waiting 在 API 中的描述为:一个正在限时等待另一个线程执行一个(唤醒)动作的线程处于这一状态。单独的去理解这句话,可能不是很好理解,其实前面我们已经接触过这个状态了
在我们写的卖票案例中,模拟卖票前操作,我们在 run 方法中添加了 sleep 语句,这样就强制当前正在执行的线程休眠(暂停执行)
其实当我们调用了 sleep 方法之后,当前执行的线程就进入到了“休眠状态”,就是所谓的 Timed_Waiting(计时等待),下面我们通过一个案例加深对该状态的一个理解
实现一个计时器,从 0 计数到 59,在每个数字之间暂停一秒(模拟一分钟倒计时)
代码如下
public class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run(){for (int i = 0; i < 60; i++) {System.out.println(i);try {// 线程睡眠1秒Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) {new MyThread().start();}
}
运行结果
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:
- 进入 TIMED_WAITING 状态的一种常见情形是调用 sleep 方法,单独的线程也可以调用,不一定非要有协作关系
- 为了让其他线程有机会执行,可以将 Thread.sleep() 的调用放在线程 run() 之内,这样才能保证该线程执行过程中睡眠
- sleep 与锁无关,线程睡眠到期会自动苏醒,并返回到 Runnable(可运行)状态
提示: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会立刻开始执行
Timed_Waiting 线程状态图
3.BLOCKED(锁阻塞)
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
我们前面已经学完同步机制,那么这个状态是非常好理解的,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
Blocked 状态线程状态图
4.WAITING(无限等待)
Waiting 状态在 API 中的介绍为: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
下面我们通过一段代码来了解下
/*** 线程一先获取到锁对象,在同步代码块中调用wait方法,释放锁,进入无限等待状态-waiting* 线程二开始执行,获取到线程一释放的锁,执行完毕,调用notify唤醒含有wait方法的线程* 线程一获取到锁,从无限等待状态醒来,继续执行*/
public class WaitingDemo {public static Object obj = new Object(); // 锁对象public static void main(String[] args) {// 演示waitingnew Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {synchronized (obj) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取到锁对象,调用wait方法,进入waiting状态,释放锁对象!");obj.wait(); // 无限等待} 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!");}}}, "线程一").start();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始执行!");Thread.sleep(1000); // 睡眠1秒,让线程一先获取到锁对象} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (obj) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取到锁对象,执行完毕,调用notify方法,释放锁对象!");obj.notify(); // 唤醒一个含有wait()方法的线程}}}, "线程二").start();}
}
运行结果
通过上面案例我们可以发现,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() 对象或 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。就好比在公司里的你和你的同事,你们可能存在晋升时的竞争,但更多的时候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)状态调用了 wait() 方法,那么 A 线程就进入 Waiting(无限等待)状态,同时失去同步锁。假如这个时候线程 B 获取到同步锁,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。注意的是唤醒,如果获取到锁对象,那么 A 线程就进入 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
5.补充知识点
到此我们对于线程状态有了基本认识,想要了解更多,可见下图
提示:我们在翻阅 API 的时候发现 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 方法时空参的,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,我们约定好时间,到时通知,可是如果提前得到(唤醒)通知,那么设定好时间再通知就显得多此一举了,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 状态立刻醒来