哈喽,大家好~我是保护小周ღ,本期为大家带来的是 Java 多线程的 线程的状态, New 新建状态,Runnable 运行状态,Blocked 阻塞状态,waiting 等待状态,Time_Waiting 超时等待状态,Terminated 终止状态,以及展示线程的状态的常用方法。
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一、线程的状态
表示线程当前所处的一个情况 ,线程有6 种状态,下文会详细讲述;
- New 新建状态:线程还没出创建,只有Thread 实例化的对象,调用start 方法之前的状态。
- Runnable 运行状态:被系统调度后,CPU 正在执行的,Ready 就绪态,系统调度,随时准备被CPU 执行。
- Blocked 阻塞状态:线程遇到某种机制之后不参与 CPU的调度执行,等待某个条件的触发唤醒线程
- waiting 等待状态: 无限期等待(死等)
- Time_Waiting 超时等待状态:设置了最大等待时间,超出最大等待时间就换醒线程
- Terminated 终止状态:线程生命周期结束后的状态
1.1 举例理解
关于线程的状态博主举个例子理解一下:
1. 张三和李四(两个线程)是邻居,他们打算一起去银行办理业务,首先他们两个到银行后进行挂 号操作(new 新建状态) ,随后他们两个人在大厅的 排队等待呼叫(线程 READY就绪状态) 。 2. “请 102号顾客来 1号窗口办理业务 —— 张三),当银行呼叫张三来1 号窗口办理业务我们可以看作是线程的调度,1号窗口我们认为是 CPU 的核心处理单元, 为张三办理业务(处理线程) ,张三听到呼叫后,马上来到1号柜台, 柜台小姐姐正式为张三办理业务(线程的运行状态) 。 3. 张三话不多说直接银行卡身份证递给小姐姐,张口就是我要取5 万块钱,小姐姐让张三输入密码,此时张老铁将银行卡密码忘记了,尝试了几次都不能成功,于是就给老婆打电话询问,结果显示正在通话中,无奈之下,只能感到很无奈,匆匆下线, 那么导致业务办理不成功(线程堵塞)的原因是:忘记了密码。 4. 因为张三忘记了密码,暂时无法获取密码(老婆电话通话中),无法继续处理业务,所以陷入阻塞等待(可以联系上老婆询问密码),所以银行呼叫了下一个用户,请 103号顾客来 1号窗口办理业务 —— 李四),此时银 行1号窗口可以看作是并行或并发的处理多线程,李四来处理业务就是从就绪状态到运行状态,李四张口就来,我要取 50万,柜台小姐姐说很抱歉暂时无法为您办理业务,根据规定大额取款需要提前三天预约,这边只能为您办理预约业务,您三天后可以来取,此时李四线程陷入了( 等待状态,但是具有时效性 ,线程需要等3天就可以继续执行了) ,三天后李四的业务就可以继续处理。 5. 这边处理李四业务的时候,张三老铁终于拨通了电话, 询得了密码,那么张三老铁又可以(此时忽略挂号)重新排队(张三获得密码,就从阻塞状态中唤醒,来到就绪状态准备被CPU 调度处理) ,请 104号顾客来 1号窗口办理业务 —— 张三,伴随着银行的呼叫,张三再次被调度,根据询问的密码,输入密码时提示成功,张老铁欣喜若狂,结果 柜台小姐姐告知银行存款不足,无法取出相应的5万元金额(无法办理取钱业务),需要等待银行余额充裕后方可继续进行取钱,所以张三再次陷入等待状(线程等待)。 6. 当银行继续处理几个存钱业务后金额足够(线程等待结束条件) ,再 呼叫张三来排队取钱,将张三从等待状态中唤醒,张三就继续排队(就绪),银行窗口办理业务(运行),取钱成功,线程结束。
1.2 阻塞、等待状态的同异
等待、阻塞可以看作不参加 CPU 的调度了,系统也不会安排该状态的线程被CPU 执行,两者的区别是:进入等待状态是线程主动的,而进入阻塞状态是被动的。
阻塞等待:
线程阻塞指一个线程在执行过程中暂停,等待某个条件的触发。一般会发生在线程加锁的情况下(synchronized),例如:两个线程同时对一片内存空间的数据进行增删查改,线程之间又是随机调度,很容易造成数据的误差问题,此时我们需要对该事务进行加锁操作(synchronized),什么意思,多线程之间并发执行,对事物加锁后,当一个线程对事物进行处理的时候,不允许其他线程对该事物进行操作,那么竞争事物的这个线程就会进行阻塞等待,直到先运行的线程对事物执行完毕。
运行的线程执行wait()方法,JVM(java虚拟机)会把该线程放入等待池中。wait() 方法:释放当前对象锁,然后使该线程进入等待状态“死等”(带参数的版本可以指定最大等待时间),不带参数的wait() 方法 需要其他线程使用notify() 方法来唤醒调用 wait() 方法的线程,当然 wait() 方法是建立在有锁对象的情况下(synchronized)。等到线程安全的章节博主再详细介绍
同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池中,举个例子:两个线程同时处理一个“事务”势必会造成数据的安全问题,。
线程等待:
线程等待:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep() 线程休眠需要执行休眠时间,join() 方法线程等待,例如 : main 线程 调用 t.join 方法,意思就是 mian 线程需要等待 t 线程执行完毕后再执行自己,“死等”线程串行执行,join() 提供了一个带参数的版本可以指定最大等待时间,线程等待一般发生在主动的使线程进入等待状态。
BLOCKED 表示等待获取锁, WAITING 和 TIMED_WAITING 表示等待其他线程发来通知.
TIMED_WAITING 线程在等待唤醒,但设置了时限; WAITING 线程在无限等待唤醒
二、展示线程的常用方法
2.1 Thread.getState() 方法显示线程的状态
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t = new Thread( () -> { while (true) { try { Thread.sleep(1500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (Thread.currentThread()) { System.out.println("线程 T执行"); try { Thread.currentThread().wait(); // 返回当前线程引用 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }); t.start(); //启动 System.out.println(t.getState()); // 此时是主线程在判断 t 线程的状态,二者并无影响 Runnable t.sleep(1000); //t 线程休眠一秒 Time_Waiting System.out.println(t.getState()); t.sleep(1000); //等待 t 线程调用 wait() 方法进入死等状态 System.out.println(t.getState()); }
2.2 isAlive 方法判定线程的存活状态
isAlive() 方法,可以认为是处于不是 NEW 和 TERMINATED 的状态都是活着的
2.3 yield() 主动结束CPU 调度执行
让出 CPU的执行时间片, yield 不改变线程的状态, 但是会让调用的线程由运行状态重新进入就绪(排队)状态,二者都是属于运行状态,只不过是CPU 并发执行线程,有人正在执行就有人准备被执行。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t = new Thread( () -> { int i = 0; while (true) { i++; System.out.print("t 线程执行"); if((i + 1 )% 10 == 0) { System.out.println(); } Thread.currentThread().yield(); //让出CPU 执行时间片 } }); t.start(); //启动 int i = 0; while (true) { System.out.print("main 线程执行"); i++; if((i + 1 )% 10 == 0) { System.out.println(); } } }
由此可见本来是两个线程并发执行,但是由于 t 线程调用 yiele()方法后主动让出 CPU 的时间片,所以多数情况下是 main 线程在执行。
至此,Java 线程的状态,博主已经分享完了,希望对大家有所帮助,如有不妥之处欢迎批评指正。
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下期预告:线程安全相关问题
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