线程的生命周期
***jdk5.0之前线程的生命周期有五种状态:*新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)、死亡(Dead)。CPU需要在多条线程之间切换,于是线程状态会多次在运行、阻塞、就绪之间切换。
1.新建
当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时,新生的线程对象处于新建状态。此时它和其他Java对象一样,仅仅由JVM为其分配了内存,并初始化了实例变量的值。此时的线程对象并没有任何线程的动态特征,程序也不会执行它的线程体run()。
2.就绪
但是当线程对象调用了start()方法之后,就不一样了,线程就从新建状态转为就绪状态。JVM会为其创建方法调用栈和程序计数器,当然,处于这个状态中的线程并没有开始运行,只是表示已具备了运行的条件,随时可以被调度。至于什么时候被调度,取决于JVM里线程调度器的调度。
注意:
程序只能对新建状态的线程调用start(),并且只能调用一次,如果对非新建状态的线程,如已启动的线程或已死亡的线程调用start()都会报错IllegalThreadStateException异常。
3.运行
如果处于就绪状态的线程获得了CPU资源时,开始执行run()方法的线程体代码,则该线程处于运行状态。如果计算机只有一个CPU核心,在任何时刻只有一个线程处于运行状态,如果计算机有多个核心,将会有多个线程并行(Parallel)执行。
当然,美好的时光总是短暂的,而且CPU讲究雨露均沾。对于抢占式策略的系统而言,系统会给每个可执行的线程一个小时间段来处理任务,当该时间用完,系统会剥夺该线程所占用的资源,让其回到就绪状态等待下一次被调度。此时其他线程将获得执行机会,而在选择下一个线程时,系统会适当考虑线程的优先级。
4.阻塞
当在运行过程中的线程遇到如下情况时,会让出 CPU 并临时中止自己的执行,进入阻塞状态:
- 线程调用了sleep()方法,主动放弃所占用的CPU资源;
- 线程试图获取一个同步监视器,但该同步监视器正被其他线程持有;
- 线程执行过程中,同步监视器调用了wait(),让它等待某个通知(notify);
- 线程执行过程中,同步监视器调用了wait(time)
- 线程执行过程中,遇到了其他线程对象的加塞(join);
- 线程被调用suspend方法被挂起(已过时,因为容易发生死锁);
当前正在执行的线程被阻塞后,其他线程就有机会执行了。针对如上情况,当发生如下情况时会解除阻塞,让该线程重新进入就绪状态,等待线程调度器再次调度它:
- 线程的sleep()时间到;
- 线程成功获得了同步监视器;
- 线程等到了通知(notify);
- 线程wait的时间到了
- 加塞的线程结束了;
- 被挂起的线程又被调用了resume恢复方法(已过时,因为容易发生死锁);
5.死亡
线程会以以下三种方式之一结束,结束后的线程就处于死亡状态:
- run()方法执行完成,线程正常结束
- 线程执行过程中抛出了一个未捕获的异常(Exception)或错误(Error)
- 直接调用该线程的stop()来结束该线程(已过时)
jdk5.0之后:枚举类6种状态
public enum State {
NEW,
RUNNABLE,//就绪和运行合在一起了
BLOCKED,//锁阻塞
WAITING,//无限等待
TIMED_WAITING,//计时等待
TERMINATED;//死亡
}
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)
:这里没有区分就绪和运行状态。因为对于Java对象来说,只能标记为可运行,至于什么时候运行,不是JVM来控制的了,是OS来进行调度的,而且时间非常短暂,因此对于Java对象的状态来说,无法区分。Teminated(被终止)
:表明此线程已经结束生命周期,终止运行。重点说明,根据Thread.State的定义,阻塞状态分为三种:
BLOCKED
、WAITING
、TIMED_WAITING
。BLOCKED(锁阻塞)
: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。只有获得锁对象的线程才能有执行机会。- 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。
TIMED_WAITING(计时等待)
:在API中的介绍为: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。- 当前线程执行过程中遇到Thread类的
sleep
或join
,Object类的wait
,LockSupport类的park
方法,并且在调用这些方法时,设置了时间
,那么当前线程会进入TIMED_WAITING,直到时间到,或被中断。
- 当前线程执行过程中遇到Thread类的
WAITING(无限等待)
: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。- 当前线程执行过程中遇到遇到Object类的
wait
,Thread类的join
,LockSupport类的park
方法,并且在调用这些方法时,没有指定时间
,那么当前线程会进入WAITING状态,直到被唤醒。- 通过Object类的wait进入WAITING状态的要有Object的notify/notifyAll唤醒;
- 通过Condition的await进入WAITING状态的要有Condition的signal方法唤醒;
- 通过LockSupport类的park方法进入WAITING状态的要有LockSupport类的unpark方法唤醒
- 通过Thread类的join进入WAITING状态,只有调用join方法的线程对象结束才能让当前线程恢复;
- 当前线程执行过程中遇到遇到Object类的
说明:当从WAITING或TIMED_WAITING恢复到Runnable状态时,如果发现当前线程没有得到监视器锁,那么会立刻转入BLOCKED状态。
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,那么设定好时间再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。