一、概述
说到线程,一定要谈到线程状态,不同的状态说明线程正处于不同的工作机制下,不同的工作机制下某些动作可能对线程产生不同的影响。Java语言定义了6种状态,而同一时刻,线程有且仅有其中的一种状态。要获取Java线程的状态可以使用java.lang.Thread类中定义的getState()方法,获取当前线程的状态就可以使用Thread.currentThread().getState()来获取。该方法返回的类型是一个枚举类型,是Thread内部的一个枚举,全称为“java.lang.Thread.State”,这个枚举中定义的类型列表就是Java语言这个级别对应的线程状态列表,包含了NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED这些值。
二、线程状态说明
- NEW(新建)
创建后尚未启动的线程处于这个状态。
意思是这个线程没有被start()启动,或者说还根本不是一个真正意义上的线程,从本质上讲这只是创建了一个Java外壳,还没有真正的线程来运行。
不代表调用了start(),状态就立即改变,中间还有一些步骤,如果在这个启动的过程中有另一个线程来获取它的状态,其实是不确定的,要看那些中间步骤是否已经完成了。 - RUNNABLE(可运行)
RUNNABLE状态包括了操作系统线程状态中的Running和Ready,也就是处于此状态的线程可能正在运行,也可能正在等待系统资源,如等待CPU为它分配时间片,如等待网络IO读取数据。RUNNABLE状态也可以理解为存活着正在尝试征用CPU的线程(有可能这个瞬间并没有占用CPU,但是它可能正在发送指令等待系统调度)。由于在真正的系统中,并不是开启一个线程后,CPU就只为这一个线程服务,它必须使用许多调度算法来达到某种平衡,不过这个时候线程依然处于RUNNABLE状态。 - BLOCKED(阻塞)
BLOCKED称为阻塞状态,或者说线程已经被挂起,它“睡着”了,原因通常是它在等待一个“锁”,当尝试进入一个synchronized语句块/方法时,锁已经被其它线程占有,就会被阻塞,直到另一个线程走完临界区或发生了相应锁对象的wait()操作后,它才有机会去争夺进入临界区的权利
在Java代码中,需要考虑synchronized的粒度问题,否则一个线程长时间占用锁,其它争抢锁的线程会一直阻塞,直到拥有锁的线程释放锁
处于BLOCKED状态的线程,即使对其调用thread.interrupt()也无法改变其阻塞状态,
因为interrupt()方法只能中断处于等待状态的线程,设置线程的中断状态,并抛出InterruptedException,不能唤醒处于阻塞状态的线程
注意:
ReentrantLock.lock()操作后进入的是WAITING状态,其内部调用的是LockSupport.park()方法 - WAITING(无限期等待)
处于这种状态的线程不会被分配CPU执行时间,它们要等待显示的被其它线程唤醒。这种状态通常是指一个线程拥有对象锁后进入到相应的代码区域后,调用相应的“锁对象”的wait()方法操作后产生的一种结果。变相的实现还有LockSupport.park()、Thread.join()等,它们也是在等待另一个事件的发生,也就是描述了等待的意思。
以下方法会让线程陷入无限期等待状态:
(1)没有设置timeout参数的Object.wait()
(2)没有设置timeout参数的Thread.join()
(3)LockSupport.park()
注意:
LockSupport.park(Object``blocker)会挂起当前线程,参数blocker是用于设置当前线程的“volatile Object parkBlocker成员变量”parkBlocker是用于记录线程是被谁阻塞的,可以通过LockSupport.getBlocker()获取到阻塞的对象,用于监控和分析线程用的。
“阻塞”与“等待”的区别:
(1)“阻塞”状态是等待着获取到一个排他锁,进入“阻塞”状态都是被动的,离开“阻塞”状态是因为其它线程释放了锁,不阻塞了;
(2)“等待”状态是在等待一段时间 或者 唤醒动作的发生,进入“等待”状态是主动的
如主动调用Object.wait(),如无法获取到ReentraantLock,主动调用LockSupport.park(),如主线程主动调用subThread.join(),让主线程等待子线程执行完毕再执行
离开“等待”状态是因为其它线程发生了唤醒动作或者到达了等待时间
- TIMED_WAITING(限期等待)
处于这种状态的线程也不会被分配CPU执行时间,不过无需等待被其它线程显示的唤醒,在一定时间之后它们会由系统自动的唤醒。
以下方法会让线程进入TIMED_WAITING限期等待状态:
(1)Thread.sleep()方法
(2)设置了timeout参数的Object.wait()方法
(3)设置了timeout参数的Thread.join()方法
(4)LockSupport.parkNanos()方法
(5)LockSupport.parkUntil()方法 - TERMINATED(结束)
已终止线程的线程状态,线程已经结束执行。换句话说,run()方法走完了,线程就处于这种状态。其实这只是Java语言级别的一种状态,在操作系统内部可能已经注销了相应的线程,或者将它复用给其他需要使用线程的请求,而在Java语言级别只是通过Java代码看到的线程状态而已。
三、Object和Thread方法比较
Object对象包含wait、notify、nofityAll
wait()的作用是让当前线程进入等待状态,同时,wait()会让当前线程释放它所持有的锁。
而notify()和notifyAll()的作用,则是唤醒当前对象上的等待线程;notify()是唤醒单个线程,而notifyAll()是唤醒所有的线程。
wait和sleep的区别是wait会对“对象的同步锁”进行操作JAVA的线程同步中使用synchronized和wait、notify、nofityAll结合使用
Thread类中包含sleep、join、yield
sleep()的作用是让当前线程休眠,即当前线程会从“运行状态”进入到“休眠(阻塞)状态”。sleep()会指定休眠时间,线程休眠的时间会大于/等于该休眠时间;在线程重新被唤醒时,它会由“限期等待状态”变成“可运行状态”,从而等待cpu的调度执行。
join的作用,t.join()方法阻塞调用此方法的线程(当前线程Thread.currentThread()),直到线程t完成,此线程再继续;
yield()的作用是让步。它能让当前线程由“运行状态”进入到“就绪状态”,从而让其它具有相同优先级的等待线程获取执行权;但是,并不能保证在当前线程调用yield()之后,其它具有相同优先级的线程就一定能获得执行权;也有可能是当前线程又进入到“运行状态”继续运行。
注意:sleep、join、yield不会释放锁。
四、Thread.interrupted()和thread.isInterrupted()的区别
/**
* 测试当前线程是否已经中断。线程的 中断状态 由该方法清除。换句话说,如果连续两次调用该方法,则第二次调用将返回 false(在第一次调用已清除了其中断状态之后,且第二次调用检验完中断状态前,当前线程再次中断的情况除外)。
线程中断被忽略,因为在中断时不处于活动状态的线程将由此返回 false 的方法反映出来。
*/
public static boolean interrupted() {
return currentThread().isInterrupted(true);
}
从Thread源代码中可以看出interrupted是Thread的静态方法,它返回的是调用该方法的线程中断状态,并且清除中断标记。
public boolean isInterrupted() {
return isInterrupted(false);
}
isInterrupted()是线程实例的方法,获取此线程实例的中断状态,不会清除中断标记。