JAVA 并发编程 线程状态

简介: Thread.State 枚举类中记录了 Java 中定义的线程状态信息。
public enum State {
    // (新建)
    NEW,
    // (准备就绪)(RUNABLE又可以细分为两个状态:READY和RUNNING)
    RUNNABLE,
    // (阻塞)
    BLOCKED,
    // (持续等待)
    WAITING,
    // (暂时等待)
    TIMED_WAITING,
    // (终结)
    TERMINATED;
}

注意:可运行状态不一定就是在运行,因为CPU时间片是由操作系统分配的,只有操作系统给线程分配了CPU时间片,这条线程才真正的Running。所以Runnable可简单分为Ready与Running两种状态。由New到Runnable再到Terminated,这几个状态是不可逆的。

  • New 状态:如果线程没有开始运行 start() 方法,所以也没有开始执行 run() 方法里面的代码,那么此时它的状态就是 New。而一旦线程调用了start(),它的状态就会从 New 变成 Runnable。
  • Runnable 状态:

Java 中的 Runable 状态对应操作系统线程状态中的两种状态,分别是 Running 和 Ready,也就是说,Java 中处于 Runnable 状态的线程有可能正在执行,也有可能没有正在执行,正在等待被分配 CPU 资源。

所以,如果一个正在运行的线程是 Runnable 状态,当它运行到任务的一半时,执行该线程的 CPU 被调度去做其他事情,导致该线程暂时不运行,它的状态依然不变,还是 Runnable,对应到操作系统,此时状态已变为Ready,因为它有可能随时被调度回来继续执行任务。

  • Blocked 状态:从 Runnable 状态进入 Blocked 状态只有一种可能,就是进入 synchronized 保护的代码时没有抢到 monitor 锁 ,此时就会阻塞。此时,线程将会等待monitor锁被其它线程释放,然后抢占monitor锁,一旦抢占成功,那么当前线程就会从Blocked状态转回Runnable状态。假设永远抢占不到,那么就永远阻塞。
  • Waiting 状态:

Runnable状态和 Waiting状态可相互流转,Waiting状态是一种和Blocked状态类似的阻塞状态,但触发条件不一样。以下三种方法可使线程从Runnable转为Waiting状态。

  • Object.wait() 方法
  • Thread.join() 方法
  • LockSupport.park() 方法

注意到这些方法都是无参数的,一旦被调用,只能在某种条件下,才能从Waiting状态转回Runnable状态。Object.wait()方法被调用后,只能通过Object.notify()或Object.notifyAll()方法来唤醒。由于Object.wait()方法通常和synchronized关键字配合使用以避免程序出错,所以在Object.notify()后都需要去抢占monitor锁,没抢占到的将会进入到Blocked状态以等待锁。(上图没体现这点,这是因为,不配合synchronized关键字使用在语法上没任何问题,只是会导致一些不可预估的错误,后续文章将会详细介绍)。

Thread.join() 方法调用后也会进入Waiting状态,此时,原线程只需要等待join进来的线程执行完或被中断即可恢复到Runnable。

LockSupport.park()方法调用后进入Waiting状态,此时,只需要等待其它线程执行LockSupport.unpark()方法即可恢复到Runnable。

  • Time Waiting 状态:

Timed Waiting和 Waiting可以认为是差不多的。区别仅在于有没有时间限制,Timed Waiting 会等待超时,由系统自动唤醒,或者在超时前被唤醒信号唤醒。进入Time Waiting的方法会添加等待时间参数,当线程在等待时间结束后,系统就会唤醒该线程,如果线程需要monitor锁才能运行,那么会先抢占monitor锁,抢不到的线程自然又会流转到Blocked状态。

  • Terminated 状态:

终止状态是线程的最后一个状态,终止后,线程占用的资源将会被操作系统回收。线程终止有两种可能,一是线程正常执行完毕,二是出现一个没有捕获的异常,终止了 run() 方法,最终导致意外终止。

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