Java線程狀態及其意義

為什麼要了解java線程的狀態

多線程高並發是初級開發者邁向中高級開發者必須要掌握的能力, 萬丈高樓平地起, 在深入了解這部分內容前, 我們要明確最基本的概念, 即線程有哪些狀態. 

從源碼來看Java線程有哪些狀態

得益於開源精神, 我們可以直觀的分析看到在Java中, 執行緒到底有哪些狀態. Java中記錄執行緒所有狀態的枚舉類別為

<code>java.lang.Thread.State</code> 

從原始程式碼我們可以看到在Java中執行緒總共有6種狀態NEW, RUNNABLE, BLOCKED , WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED. 下面我們來看一下詳細的源代碼, 以及各種線程狀態的含義.

<code>public enum State {<br>    /**<br>     * 线程对象实例化但是还没有调用start方法.<br>     */<br>    NEW,<br><br>    /**<br>     * 线程处于可运行状态, 这个状态在虚拟机中<br>     * 看来是正在执行的, 但是实际可能在等待<br>     * 操作系统的资源, 比如等待CPU资源.<br>     * 注意Java线程状态只有RUNNABLE而没有RUNNING<br>     */<br>    RUNNABLE,<br><br>    /**<br>     * 阻塞状态的线程可能在等待获取锁,<br>     * 也可能是调用了wait方法后被notify方法<br>     * 唤醒, 再次尝试获取锁, 进入阻塞状态<br>     * {@link Object#wait() Object.wait}.<br>     */<br>    BLOCKED,<br><br>    /**<br>     * 等待状态, 此状态由于调用wait, join, park方法导致<br>     * <ul><br>     *   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li><br>     *   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li><br>     *   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li><br>     * </ul><br>     *<br>     * 线程进入等待状态后, 等待notify, notifyAll,<br>     * 特定线程执行完毕, unpark方法<br>     * 然后转换为RUNNABLE状态<br>     */<br>    WAITING,<br><br>    /**<br>     * 有最大时间限制的等待状态<br>     * 可能由调用如下方法导致<br>     * <ul><br>     *   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li><br>     *   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li><br>     *   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li><br>     *   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li><br>     *   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li><br>     * </ul><br>     */<br>    TIMED_WAITING,<br><br>    /**<br>     * 终止状态, 线程执行完毕后会进入<br>     * TERMINATED状态<br>     * 并且不能再转换成其它状态<br>     */<br>    TERMINATED;<br>}</code>  
  

10句代碼窮盡線程的6種狀態

為了增強記憶, 下面我們用10句有效程式碼, 直覺的把Java線程的6種狀態展示出來.

<code>/**<br> * 如下展示了java线程的6种状态<br> * NEW 线程对象新创建还未start<br> * RUNNABLE 线程已经启动, 线程在JVM中正在运行, 不过在系统层面可能在等待系统资源<br> * BLOCKED 线程等待获取锁<br> * WAITING 线程被LockSupport#park(),<br> * Object#wait()或者Thread.join, 等待被unpark或者notify或者其他新城join完毕<br> * TIMED_WAITING 线程sleep或者wait(long),<br> * LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos, 等待指定时间后继续执行<br> * TERMINATED 线程执行完毕, 已经被终止<br> * @throws BrokenBarrierException<br> * @throws InterruptedException<br> */<br>@Test<br>public void testThreadStatus() throws BrokenBarrierException, InterruptedException {<br>    CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(2);<br>    Thread thread = new Thread(() -> {<br>        try {<br>            LockSupport.park(this);<br>            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);<br>            synchronized (ThreadTest.class) {<br>                // 尝试获取锁, 获取不到进入Blocked状态等待锁<br>            }<br>            cyclicBarrier.await();<br>        } catch (InterruptedException e) {<br>            e.printStackTrace();<br>        } catch (BrokenBarrierException e) {<br>            e.printStackTrace();<br>        }<br>    });<br>    log.info("线程创建还未启动, 状态为: {}", thread.getState());<br>    thread.start();<br>    log.info("线程已经启动, 状态为: {}", thread.getState());<br>    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);<br>    log.info("线程已经park, 状态为: {}", thread.getState());<br>    LockSupport.unpark(thread);<br>    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);<br>    log.info("线程启动后进入sleep状态, 状态为: {}", thread.getState());<br>    synchronized (ThreadTest.class) {<br>        // 前面sleep了4秒, 5到7秒main线程持有锁.<br>        // 子线程第6秒开始获取锁, 但需要等待main线程释放锁, 此时子线程是BLOCKED状态<br>        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);<br>        log.info("线程等待锁, 状态为: {}", thread.getState());<br>    }<br>    cyclicBarrier.await();<br>    log.info("线程已经执行结束, 状态为: {}", thread.getState());<br>}</code> 

執行結果為

<code>- 线程创建还未启动, 状态为: NEW<br>- 线程已经启动, 状态为: RUNNABLE<br>- 线程已经park, 状态为: WAITING<br>- 线程启动后进入sleep状态, 状态为: TIMED_WAITING<br>- 线程等待锁, 状态为: BLOCKED<br>- 线程已经执行结束, 状态为: TERMINATED</code>

線程狀態的轉換

下面我們避免繁瑣的流程圖, 簡單描述下下線程狀態的相互轉換.

1. #new可以轉換為runnable

2. runnable可能轉換為blocked或waiting, timed_waiting中的一種

3. blocked或waiting, timed_waiting狀態在條件滿足後可以轉換為runnable

4. #線程執行完畢後, 進入terminated狀態

以上是Java線程狀態及其意義的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！