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图解并发系列-线程的生命周期

2021-12-01 285
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简介： 本文将带你了解线程的基础知识点，

线程的生命周期

一个线程从创建，到最后的消亡，是需要经历 多种不同的状态，而这些不同的线程状态，从开始到结束也构成了线程生命周期的不同阶段，如图：

图解高并发系列-线程的生命周期

1) new新建状态

使用new关键字去创建一个线程对象，这仅仅是在堆中给对象分配内存空间，在调用start方法之前的线程所处的状态就是这种状态；线程是没有启动，只是创建一个线程对象放在堆中而已；如：


Thread t=new Thread(); //此时t属于新建状态

当新建状态下的线程对象调用了start方法，该线程对象就从新建状态进入可运行状态（runnable); 线程对象的start方法有且只能调用一次，多次调用会发生IllegalThreadStateException；

2）runnable可运行状态

包括两个：运行状态和就绪状态；

  • 就绪状态：线程对象调用start方法后，就等JVM的调度，但是此时线程还未开始运行；
  • 运行状态：线程对象已经获得JVM调度，就处在运行了；如果存在多个CPU，那就允许多个线程并行运行；

q

2）blocked阻塞状态

处于运行中的线程因为某些原因要放弃CPU时间片，暂时停止运行，会进入阻塞状态；此时JVM不会给线程分配CPU时间片，直到线程重新进入就绪状态（ready），才可能转到运行状态；

阻塞状态只能先进入就绪，进而由操作系统转到运行，不能直接进入运行状态；发生阻塞状态的就产生了几种情况：

1 当A线程处于运行，它试图获取同步锁时，但同步锁却被B线程获得，此时JVM会把A线程存到 共享资源的对象等待池里面，A线程进入阻塞；

2 当线程处于运行状态，它会发出了 IO请求，这时候线程会进入阻塞状态；

还有：

3 调用sleep()方法使线程进入休眠；

4 调用suspend()方法使线程进入挂起时；

5 调用wait()方法，进入等待时；

3）waiting等待状态

运行的线程会调用wait方法（是没有参数的wait方法），然后JVM会把该线程存到共享资源的对象等待池，线程就进入等待状态；处于该状态中的线程只会被其他线程唤醒的；

4）timed waiting计时等待状态：

如果运行中的线程调用带参的wait方法或者sleep方法，那么该线程是不会释放同步锁或者同步监听器的，以下两种都会进入计时等待：

  • 第一个：如果是运行中的线程，调用这个wait(long time)方法，JVM会把当前线程存到共享资源对象等待池中，那么这个线程也会进入该状态；
  • 第二个：如果当前线程执行sleep(long time)方法，也是一样的；

terminated终止状态

也可叫死亡状态，它的生命走到了尽头；线程一旦终止,就不能再重启启动了，否则会发生IllegalThreadStateException异常；

正常 执行完run方法而退出，寿终正寝，属于正常死亡；

线程执行遇到 异常而退出，线程中断，属于意外死亡；

以上两种都会让线程终止；

提示如下：

如果要测试某线程是否已经死亡，我们可以使用 isAlive()方法，如果这个方法在线程处于就绪、运行、阻塞时返回了true，新建和死亡时侯返回false。不要去试图对一个已经死亡的线程调用start()方法来重新启动，死亡就是死亡和人一样，不可能再生的。还有也不要对一个线程 调用两次start（）方法，同样会引发异常;

代码示例

为了更好的理解生命周期，以及生命周期中的各个状态，及接下来：

WaitingTime

创建WaitingTime类，我们在while(true)循环中去调用TimeUnit.SECONDS.sleep(long)方法来验证线程的TIMED_WARTING状态。

show my the code

WaitingTime

WaitingState

创建这类，这个线程在一个while(true)循环中，现在想要获取当前类Class对象的synchronized锁，也就是说，这个类不管创建多少个实例，synchronized锁都是同一个，并且让这个线程会处于等待。这时候，在synchronized中用当前类的Class对象的wait()方法，目的就是验证线程的waiting状态；

show my the code

waitingState

blockedThread

它主要是在synchronized代码块中的while(true)循环中去调用我们的TimeUnit.SECONDS.sleep()来验证线程的blocked状态，当启动两个BlockedThread线程时，首先启动的线程会处于timed_waiting状态，后启动的线程就会处于blocked状态；

show my the code

ThreadState

启动各线程，验证各 线程输出的状态，如图：


运行Thread类：
第一次运行结果
现在命令行输入" jps"查看运行的进程：
2
可以看到 ThreadSate进程ID是7800，接下来，输入"jstack 7800"看下ThreadSate进程栈的信息：
4
如下： 
Full thread dump OpenJDK 64-Bit Server VM (25.282-b08 mixed mode):

"DestroyJavaVM" #16 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000026f3717a000 nid=0x271c waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"BlockedThread-02" #15 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000026f37173800 nid=0x2440 waiting for monitor entry [0x000000aa4d3fe000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
        at jichu03.ThreadLive.BlockedThread.run(BlockedThread.java:15)
        - waiting to lock <0x00000000d63dd590> (a java.lang.Class for jichu03.ThreadLive.BlockedThread)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

"BlockedThread-01" #14 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000026f37172800 nid=0x8b8 waiting on condition [0x000000aa4d2fe000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
        at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
        at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)
        at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)
        at jichu03.ThreadLive.WaitingTime.waitSecond(WaitingTime.java:21)
        at jichu03.ThreadLive.BlockedThread.run(BlockedThread.java:15)
        - locked <0x00000000d63dd590> (a java.lang.Class for jichu03.ThreadLive.BlockedThread)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

"waitingStateThread" #13 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000026f37170000 nid=0x16bc in Object.wait() [0x000000aa4d1ff000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
        at java.lang.Object.wait(Native Method)
        - waiting on <0x00000000d63d86f0> (a java.lang.Class for jichu03.ThreadLive.WaitingTime)
        at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
        at jichu03.ThreadLive.WaitingState.run(WaitingState.java:15)
        - locked <0x00000000d63d86f0> (a java.lang.Class for jichu03.ThreadLive.WaitingTime)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

"waitingTimeThread" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000026f3716b800 nid=0x2528 waiting on condition [0x000000aa4d0fe000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
        at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
        at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)
        at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)
        at jichu03.ThreadLive.WaitingTime.waitSecond(WaitingTime.java:21)
        at jichu03.ThreadLive.WaitingTime.run(WaitingTime.java:15)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

"Service Thread" #11 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x0000026f370b8800 nid=0x520 runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C1 CompilerThread3" #10 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000026f3702b000 nid=0x2e9c waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C2 CompilerThread2" #9 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000026f37022000 nid=0x1534 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C2 CompilerThread1" #8 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000026f3701e000 nid=0x13a8 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C2 CompilerThread0" #7 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000026f3701c000 nid=0xc58 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Monitor Ctrl-Break" #6 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x0000026f37016000 nid=0x2f54 runnable [0x000000aa4c9fe000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
        at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
        at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)
        at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)
        at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)
        at sun.nio.cs.StreamDecoder.readBytes(StreamDecoder.java:284)
        at sun.nio.cs.StreamDecoder.implRead(StreamDecoder.java:326)
        at sun.nio.cs.StreamDecoder.read(StreamDecoder.java:178)
        - locked <0x00000000d64253c0> (a java.io.InputStreamReader)
        at java.io.InputStreamReader.read(InputStreamReader.java:184)
        at java.io.BufferedReader.fill(BufferedReader.java:161)
        at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:324)
        - locked <0x00000000d64253c0> (a java.io.InputStreamReader)
        at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:389)
        at com.intellij.rt.execution.application.AppMainV2$1.run(AppMainV2.java:47)

"Attach Listener" #5 daemon prio=5 os_prio=2 tid=0x0000026f3514d000 nid=0x1568 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000026f351a3000 nid=0xad8 runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=1 tid=0x0000026f3511f800 nid=0x1024 in Object.wait() [0x000000aa4c6ff000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
        at java.lang.Object.wait(Native Method)
        - waiting on <0x00000000d6209508> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
        at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:144)
        - locked <0x00000000d6209508> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
        at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:165)
        at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:216)

"Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=2 tid=0x0000026f35118000 nid=0x26dc in Object.wait() [0x000000aa4c5ff000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
        at java.lang.Object.wait(Native Method)
        - waiting on <0x00000000d6207118> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
        at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
        at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)
        - locked <0x00000000d6207118> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
        at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)

"VM Thread" os_prio=2 tid=0x0000026f350ed800 nid=0x2674 runnable

"GC task thread#0 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000026f1edc7800 nid=0x1fa8 runnable

"GC task thread#1 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000026f1edc9000 nid=0xb30 runnable

"GC task thread#2 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000026f1edca800 nid=0x1bc0 runnable

"GC task thread#3 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000026f1edcd800 nid=0x2c04 runnable

"GC task thread#4 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000026f1edcf800 nid=0x104c runnable

"GC task thread#5 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000026f1edd1000 nid=0x1550 runnable

"GC task thread#6 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000026f1edd4800 nid=0x232c runnable

"GC task thread#7 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000026f1edd5800 nid=0xb6c runnable

"VM Periodic Task Thread" os_prio=2 tid=0x0000026f370bb800 nid=0x1960 waiting on condition

JNI global references: 12

输出信息可以看出：

名称为WaitingTimeThread的线程处于TIMED_WAITING状态；名称为WaitingStateThread的线程处于WAITING状态；名称为BlockedThread-01的线程处于TIMED_WAITING状态；名称为BlockedThread-02的线程处于BLOCKED状态;

注意：使用jps结合jstack命令可以分析线上生产环境的Java进程的异常信息

也可以直接点击IDEA下图所示的图表直接打印出线程的堆栈信息；

123

公众号：《码工是小希》


流水不争先后，争的是滔滔不绝

文章标签：
Java
调度
关键词：
线程生命周期
线程并发
并发线程
龙哥手记
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