一個執行緒在給定的時間點只能處於一種狀態。
執行緒可以有以下6 種狀態:
New (新建立):未啟動的執行緒;
Runnable (可運行):可運行的線程,需要等待作業系統資源;
Blocked (被阻塞):等待監視器鎖定而被阻塞的執行緒;
#Waiting (等待):等待喚醒狀態,無限期地等待另一個執行緒喚醒;
#Timed waiting (計時等待):在指定的等待時間內等待另一個執行緒執行操作的執行緒;
Terminated (被終止):已退出的執行緒。
要確定一個執行緒的目前狀態,可呼叫getState 方法
#執行緒狀態關係圖
注意:虛線框(全大寫英文)的狀態為Java線程狀態。
就是實例化執行緒完成後,未啟動執行緒的狀態。
可透過三種方式建立執行緒
重寫Thread類別run()方法
實作Runnable介面
實作Callable介面
一個簡單的範例概括三種方式
public class Demo { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { /** * 1.直接重写run() 或继承Thread类再重写run() */ Thread thread = new Thread() { @Override public void run() { System.out.println("Thread"); } }; // 开启线程 thread.start(); /** * 2.lambda、内部类或线程类方式实现Runnable接口,实现run()方法 * 再交给Thread 类 */ Thread runThread = new Thread(() -> { System.out.println("Runnable"); }); // 开启线程 runThread.start(); /** * 3.lambda、内部类或线程类方式实现Callable接口,实现call()方法 * 再交给Thread 类:FutureTask本质也是Runnable实现类 */ FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(() -> { System.out.println("Callable"); return "CallableThread"; }); Thread callThread = new Thread(futureTask); // 开启线程 callThread.start(); // 获取call()方法的返回值 String s = futureTask.get(); System.out.println("call()方法的返回值:"+s); } }
不重寫run() 或call()方法直接實例化Thread類別所建立的執行緒沒有實際意義;
只有Callable方式所建立的執行緒可以取得執行緒的回傳值。
該狀態指的是執行緒實例化物件呼叫start()方法後進入的狀態。執行緒處於可以運作狀態,如果有處理器等資源,就可以執行程式。
該狀態在作業系統層面包含兩個步驟:執行緒就緒和執行緒執行中,但在Java執行緒狀態中,這兩個步驟都統稱為Runnable(可執行)狀態。
線程由就緒狀態變成運行狀態,重點就看你的線程有沒有搶到CPU資源(CPU時間片),誰搶到就運行,沒搶到就等。因為CPU時間片(執行時間)非常短,大概十幾毫秒,所以線程切換的這個時間是非常短的,就緒狀態變成運行狀態的時間也非常短,在開發時幾乎感覺不到這種狀態的變化,所以在Java中將兩者看作是一個整體,重點關注線程可否運行並區別於其他狀態即可,更進一步簡化線程的開發。如果你的程式要運行很久(例如寫個死循環),在一個CPU時間片內沒有執行完成,那麼你的線程就要搶下一次的CPU時間片,搶到了才可以繼續執行程序,沒搶到那就要繼續搶,直到線程中的程式執行完成。
其實這個場景應該都見過,例如多個執行緒執行同一個程序,都將日誌印到同一個檔案時,就會出現不同執行緒的日誌混在了一起的情況,不利於排查問題。解決這種問題常見的方法有:一是分線程列印日誌到不同檔案;二是將日誌資訊儲存到字串物件中,在程式的最後將日誌資訊一次列印到檔案。第二種方式就是利用CPU的一個時間片來完成日誌資訊的列印。
注意:程式只能對新建狀態的執行緒呼叫start()方法,不要對處於非新建狀態的執行緒呼叫start() 方法,這都會引發IllegalThreadStateException例外。
執行緒處於等待監視器鎖定而被阻塞的狀態。有一個線程獲取了鎖未釋放,其他線程也來獲取,但發現獲取不到鎖也進入了被阻塞狀態。
被阻塞狀態只存在於多執行緒並發存取下,區別於後面兩種因執行緒自己進入」等待「而導致的阻塞。
進入狀態
進入synchronized 程式碼區塊/方法
未取得到鎖定
退出狀態
取得到監視器鎖定
整個流程是這樣的:執行緒在某個物件的同步方法中先取得到物件鎖定;在執行wait方法時,該執行緒將釋放物件鎖定,並且該執行緒被放入到這個物件的等待佇列;等待另一個執行緒取得到同一個物件的鎖,然後透過notify() 或notifyAll() 方法喚醒物件等待佇列中的執行緒。
從整個流程可以知道
wait (),notify () 和notifyAll () 方法需要在執行緒取得到鎖的情況下才可以繼續執行,所以這三個方法都需要放在同步程式碼區塊/方法中執行,否則報異常:java.lang.IllegalMonitorStateException。
在同步代码块中,线程进入WAITING 状态时,锁会被释放,不会导致该线程阻塞。反过来想下,如果锁没释放,那其他线程就没办法获取锁,也就没办法唤醒它。
进入状态
object.wait()
thread.join()
LockSupport.park()
退出状态
object.notify()
object.notifyall()
LockSupport.unpark()
一般是计时结束就会自动唤醒线程继续执行后面的程序,对于Object.wait(long) 方法还可以主动通知唤醒。
注意:Thread类下的sleep() 方法可以放在任意地方执行;而wait(long) 方法和wait() 方法一样,需要放在同步代码块/方法中执行,否则报异常:java.lang.IllegalMonitorStateException。
进入状态
Thread.sleep(long)
Object.wait(long)
Thread.join(long)
LockSupport.parkNanos(long)
LockSupport.parkNanos(Object blocker, long nanos)
LockSupport.parkUntil(long)
LockSupport.parkUntil(Object blocker, long deadline)
注:blocker 参数为负责此线程驻留的同步对象。
退出状态
计时结束
LockSupport.unpark(Thread)
object.notify()
object.notifyall()
线程执行结束
run()/call() 执行完成
stop()线程
错误或异常>>意外死亡
stop() 方法已弃用。
通过一个简单的例子来查看线程出现的6种状态。
案例
public class Demo3 { private static Object object ="obj"; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread thread0 = new Thread(() -> { try { // 被阻塞状态(BLOCKED) synchronized (object){ System.out.println("thread0 进入:等待唤醒状态(WAITING)"); object.wait(); System.out.println("thread0 被解除完成:等待唤醒状态(WAITING)"); } System.out.println("thread0 "+Thread.currentThread().getState()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); // 新创建状态(NEW) System.out.println(thread0.getName()+":"+thread0.getState()); Thread thread1 = new Thread(() -> { try { System.out.println("thread1 进入:计时等待状态(TIMED_WAITING)"); Thread.sleep(2); System.out.println("thread1 出来:计时等待状态(TIMED_WAITING)"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 被阻塞状态(BLOCKED) synchronized (object){ System.out.println("thread1 解除:等待唤醒状态(WAITING)"); object.notify(); System.out.println("thread1 解除完成:等待唤醒状态(WAITING)"); } System.out.println("thread1 "+Thread.currentThread().getState()); }); // 新创建状态(NEW) System.out.println(thread1.getName()+":"+thread1.getState()); printState(thread0); printState(thread1); // 可运行状态(RUNNABLE) thread0.start(); // 可运行状态(RUNNABLE) thread1.start(); } // 使用独立线程来打印线程状态 private static void printState(Thread thread) { new Thread(()->{ while (true){ System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState()); if (thread.getState().equals(Thread.State.TERMINATED)){ System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState()); break; } } }).start(); } }
执行结果:简化后的输出结果
Thread-0:NEW
Thread-1:NEW
Thread-0:RUNNABLE
Thread-1:RUNNABLE
thread0 进入:等待唤醒状态(WAITING)
Thread-1:BLOCKED
thread1 进入:计时等待状态(TIMED_WAITING)
Thread-0:BLOCKED
Thread-0:WAITING
……
Thread-0:WAITING
Thread-1:BLOCKED
Thread-1:TIMED_WAITING
……
Thread-1:TIMED_WAITING
Thread-1:BLOCKED
……
Thread-1:BLOCKED
Thread-0:WAITING
……
Thread-0:WAITING
thread1 出来:计时等待状态(TIMED_WAITING)
Thread-0:WAITING
Thread-1:BLOCKED
thread1 解除:等待唤醒状态(WAITING)
Thread-1:BLOCKED
Thread-0:WAITING
Thread-0:BLOCKED
thread1 解除完成:等待唤醒状态(WAITING)
Thread-1:BLOCKED
thread1 RUNNABLE
Thread-0:BLOCKED
Thread-1:TERMINATED
thread0 被解除完成:等待唤醒状态(WAITING)
Thread-0:BLOCKED
thread0 RUNNABLE
Thread-0:TERMINATED
最终的执行结果如图。
注意:因为案例中使用了独立线程来打印不同线程的状态,会出现状态打印稍微延迟的情况。
以上是Java執行緒的6種狀態與生命週期是什麼的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!