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

  • SpringBoot项目更换项目名称的实现

    SpringBoot项目更换项目名称的实现

    本文主要介绍了SpringBoot项目更换项目名称,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
    2024-06-06
  • Java接收前端请求体的多种方式总结

    Java接收前端请求体的多种方式总结

    这篇文章主要给大家介绍了关于Java接收前端请求体的多种方式,文中通过代码介绍的非常详细,对大家学习或者Java具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2023-08-08
  • 教你用Java在个人电脑上实现微信扫码支付

    教你用Java在个人电脑上实现微信扫码支付

    今天给大家带来的是Java实战的相关知识,文章围绕着Java在个人电脑上实现微信扫码支付展开,文中有非常详细的介绍及代码示例,需要的朋友可以参考下
    2021-06-06
  • Java与C++实现相同的MD5加密算法简单实例

    Java与C++实现相同的MD5加密算法简单实例

    下面小编就为大家带来一篇Java与C++实现相同的MD5加密算法简单实例。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
    2016-09-09
  • Jenkins之Log Parse使用方法详解

    Jenkins之Log Parse使用方法详解

    这篇文章主要为大家详细介绍了Jenkins插件Log Parse使用方法,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-08-08
  • 将Java对象序列化成JSON和XML格式的实例

    将Java对象序列化成JSON和XML格式的实例

    下面小编就为大家分享一篇将Java对象序列化成JSON和XML格式的实例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2017-12-12
  • Spring Cloud Feign原理详解

    Spring Cloud Feign原理详解

    Feign 主要是帮助我们方便进行rest api服务间的调用,本文从Spring Cloud对feign封装的源码中去了解其主要实现机制
    2021-06-06
  • java反射技术与类使用示例

    java反射技术与类使用示例

    这篇文章主要介绍了java反射技术与类使用示例,需要的朋友可以参考下
    2014-04-04
  • Spring Cloud下实现用户鉴权的方案

    Spring Cloud下实现用户鉴权的方案

    Java下常用的安全框架主要有Spring Security和shiro,都可提供非常强大的功能,但学习成本较高。但在微服务下鉴权又会对服务有一定的入侵性。 因此,本文将介绍Spring Cloud下实现用户鉴权的方案,感兴趣的同学可以关注一下
    2021-11-11
  • SVN导入maven项目报错解决方案

    SVN导入maven项目报错解决方案

    这篇文章主要介绍了SVN导入maven项目报错解决方案,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,需要的朋友可以参考下
    2020-12-12

最新评论