Java多线程之线程状态的迁移详解

 更新时间:2021年06月02日 14:55:53   作者:圣斗士Morty  
线程状态迁移,又常被称作线程的生命周期,指的是线程从创建到终结需要经历哪些状态,什么情况下会出现哪些状态.线程的状态直接关系着并发编程的各种问题,本文就线程的状态迁移做一初步探讨,并总结在何种情况下会出现这些状态,需要的朋友可以参考下

一、六种状态

java.lang.Thread 的状态分为以下 6 种,它们以枚举的形式,封装在了Thread类内部:

NEW:表示线程刚刚创建出来,还未启动

RUNNABLE:可运行状态,该状态的线程可以是ready或running,唯一的决定因素是线程调度器

BLOCKED:阻塞,线程正在等待一个monitor锁以便进入一个同步代码块

WAITING:等待,一种挂起等待的状态。一个线程处于waiting是为了等待其他线程执行某个特定的动作。

TIMED_WAITING:定时等待。

TERMINATED:终结,线程执行结束后的状态。

二、状态迁移图

线程迁移图网上有很多,这是我自己参考着绘制的一张。

线程迁移图虽然是背了忘忘了背,反反复复很多遍,但是记忆这张图其实并不困难。首先就是NEW和TERMINATED状态,一个表示刚刚创建,一个表示任务结束。

最重要的是记住WAITING和BLOCKED这两种状态与RUNNABLE相互切换的条件。

BLOCKED状态在Java doc中的描述是“等待一个monitor锁”,monitor对象是与对象实例相关联的一个锁对象,这个锁对象实际上就是 synchronized 的具体实现,一般称之为重量级锁,进入同步代码块的过程,实际上就是获取到 monitor 对象的锁的过程。如果锁被其他线程占用,当前线程就变成了BLOCKED状态,如果得到了锁,就由BLOCKED切换到RUNNABLE状态。

WAITING 是一种挂起状态,处于 waiting 的线程表示它正在等待一个有缘人~ 这个有缘人需要执行特定的动作才能解救 waiting 中的线程。就像孙悟空在五指山下等了五百年,只有玄奘摘下山顶的符咒才能够破土而出。

导致 WAITING 的情况只有三种:

wait()

join()

LockSupport.park()

wait() 方法是 Object 的成员方法,它可以令当前线程针对于某个对象挂起等待,并释放获得的锁资源,只有当其他线程调用这个对象的notify()或 notifyAll() 方法,才能够唤醒等待中的线程。注意,notify()或 notifyAll() 不会释放锁资源。

join() 方法是线程的一个成员方法,“加入一个线程”,这好像合情合理,比如 t1线程在执行的过程中调用了 t2.join(),那么好吧, t1就会由 RUNNABLE 变为 WAITING,因为他要等待 t2 执行完后才会继续执行,说白了,就是方便程序员让线程插队用的:

LockSupport.park()更方便,它是一个静态方法,可以让线程在调用的位置直接WAITING,然后在其他线程中,获取到WAITING中的线程对象,传入LockSupport(thread) 直接恢复运行。

三、线程状态模拟

准备三个线程 monitor 监视线程,主要实时监视 t1线程的状态;

t1 线程模拟各种状态,t2 辅助 t1 模拟各种状态:

public class ThreadState {
    static Object lock = new Object();
    
    // 模拟 NEW、RUNNABLE、WAITING、TIMED_WAITING、BLOCKED、TERMINATED
    public static void main(String[] args) {
        ThreadState thisObj = new ThreadState();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                // 先获取 t2 对象
                Thread t2 = getThreadByName("t2");
                // 先执行一套逻辑,推迟同步代码块的调用
                String str = "";
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                    str += i;
                }
                // 调用同步代码块
                thisObj.doSync();
                // t2准备插队
                t2.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "t1");
        System.out.println("t1 刚创建:" + t1.getState());
        
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            try {
                // 直接获取同步锁
                thisObj.doSync();
                // 释放锁后在运行一段时间
                TimeUnit.SECONDS.sleep(30);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "t2");
        
        Thread monitor = new Thread(() -> {
            Thread.State t1State = null;
            while (true) {
                if (!t1.getState().equals(t1State)) {
                    t1State = t1.getState();
                    System.out.println("t1 此刻状态:" + t1.getState());
                }
                if (t1State.equals(Thread.State.TERMINATED))
                    break;
            }
        }, "monitor");
        
        monitor.start();
        t2.start();
        t1.start();
    }
    
    public synchronized void doSync() {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        String str = "";
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            str += i;
        }
    }
    
    public static Thread getThreadByName(String name) {
        Optional<Thread> first = Thread.getAllStackTraces()
                .keySet()
                .stream()
                .filter(thread -> thread.getName().equals(name))
                .findFirst();
        return first.get();
    }
}

输出:

t1 刚创建:NEW
t1 此刻状态:RUNNABLE
t1 此刻状态:BLOCKED
t1 此刻状态:TIMED_WAITING
t1 此刻状态:TIMED_WAITING
t1 此刻状态:RUNNABLE
t1 此刻状态:WAITING
t1 此刻状态:BLOCKED
t1 此刻状态:TERMINATED

总结

线程状态迁移是非常重要的多线程基础知识,在调试多线程问题的时候,能够发挥很大的作用。

6 种状态不仅要熟记,而且在什么情况下会出现这些状态也要清晰明了。

如果条件允许,可以试着通过不同的方法来模拟线程的六种状态的切换,可以加深对线程生命周期的理解。

到此这篇关于Java多线程之线程状态的迁移详解的文章就介绍到这了,更多相关java线程状态迁移内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • 常用Maven库,镜像库及maven/gradle配置(小结)

    常用Maven库,镜像库及maven/gradle配置(小结)

    这篇文章主要介绍了常用Maven库,镜像库及maven/gradle配置(小结),文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2020-12-12
  • Java 8 Stream 处理数据方法汇总

    Java 8 Stream 处理数据方法汇总

    这篇文章主要介绍了Java 8 Stream处理数据,Stream是Java 8 新引入的一个包它让我们能用声明式的方式处理数据,Stream流式处理相较于传统方法简洁高效,也便于进行并发编程,更多相关内容需要的小伙伴可以参考下面文章内容
    2022-06-06
  • SpringBoot部署到外部Tomcat无法注册到Nacos服务端的解决思路

    SpringBoot部署到外部Tomcat无法注册到Nacos服务端的解决思路

    这篇文章主要介绍了SpringBoot部署到外部Tomcat无法注册到Nacos服务端,本文给大家分享完美解决思路,结合实例代码给大家讲解的非常详细,需要的朋友可以参考下
    2023-03-03
  • 微信公众平台(测试接口)准备工作

    微信公众平台(测试接口)准备工作

    想要微信开发,首先要有个服务器,但是自己没有。这时候可以用花生壳,将内网映射到公网上,这样就可以在公网访问自己的网站了。
    2016-05-05
  • java 如何往已经存在的excel表格里面追加数据的方法

    java 如何往已经存在的excel表格里面追加数据的方法

    这篇文章主要介绍了java 如何往已经存在的excel表格里面追加数据的方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-08-08
  • javaCV开发详解之收流器实现

    javaCV开发详解之收流器实现

    这篇文章主要介绍了javaCV开发详解之收流器实现,对javaCV有研究的同学,可以参考下
    2021-04-04
  • Mybatis-plus分页查询不生效问题排查全过程

    Mybatis-plus分页查询不生效问题排查全过程

    最近写分页的时候,遇到了分页无法正常发挥作用的问题,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Mybatis-plus分页查询不生效问题排查的相关资料,文中通过实例代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下
    2023-03-03
  • java实现马踏棋盘的算法

    java实现马踏棋盘的算法

    这篇文章主要为大家详细介绍了java实现马踏棋盘的算法,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2022-02-02
  • Java的面向对象编程基本概念学习笔记整理

    Java的面向对象编程基本概念学习笔记整理

    这篇文章主要介绍了Java的面向对象编程基本概念学习笔记整理,包括类与方法以及多态等支持面向对象语言中的重要特点,需要的朋友可以参考下
    2016-01-01
  • 浅谈java面向对象(类,封装,this,构造方法)

    浅谈java面向对象(类,封装,this,构造方法)

    下面小编就为大家带来一篇浅谈java面向对象(类,封装,this,构造方法)。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2017-06-06

最新评论