在前两篇博客中深入理解多线程(一)、深入理解多线程(二)中分别介绍了:多线程在jvm内存图中的状态、多线程的两种实现方式、多线程的安全;接下来介绍线程的状态。
1 线程状态概述当线程被创建并启动以后,它既不是一启动就进入了执行状态,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
Runable(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Runable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Timed Waiting 状态。这一状态将一直保持到朝时期满或者接受到唤醒通知。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
这里不再研究这几种状态的实现原理,而是研究这几种状态的转换问题。
1.1 Timed Waiting(计时等待)这里的计时等待,其实是显而易见的,我们平常写代码的时候也经常用到,就是Thread.sleep(),其实 当我们调用了sleep方法后,当前执行的线程就进入到“休眠状态”,其实就是所谓的Timed Waiting ,接下来将通过一个案例加深对该状态的一个理解。
public class MyThread implements Runnable{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("i:"+i); } } }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的 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()的调用放线程run()之内。这样才能保证该线程执行过程
中会睡眠
sleep与锁无关,线程睡眠到期自动苏醒,并返回到Runnable(可运行)状态。
小提示: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就开始立刻执行。
Timed Waiting 线程状态图:
1.2 BLOCKED(锁状态)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。
知道了多线程的同步机制,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
1.3 Waiting (无限等待)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。
无限等待一般情况下是很少遇到的,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:
public class MyThread{ public static Object object=new Object(); public static void main(String[] args) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { while (true){ synchronized (object){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取到锁对象,调用wait方法,进入waiting,释放锁对象"); try { //无限等待 object.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"从waiting状态醒来,获取锁对象,继续执行"); } } } },"等待").start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { while (true){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"等待3秒钟"); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (object){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取锁对象,调用notify方法,释放锁对象"); object.notify(); } } } },"唤醒").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)。