Java 多线程 - 线程生命周期
线程的生命周期大体可以分为如下6个主要的阶段:
- NEW
- RUNNABLE
- WAITING
- TIMED_WAITING
- BLOCKED
- TERMINATED
从 JDK 的源代码中也能看到关于线程状态的描述:
// Thread.State
public enum State {
/**
* Thread state for a thread which has not yet started.
*/
NEW,
/**
* Thread state for a runnable thread. A thread in the runnable
* state is executing in the Java virtual machine but it may
* be waiting for other resources from the operating system
* such as processor.
*/
RUNNABLE,
/**
* Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
* A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
* to enter a synchronized block/method or
* reenter a synchronized block/method after calling
* {@link Object#wait() Object.wait}.
*/
BLOCKED,
/**
* Thread state for a waiting thread.
* A thread is in the waiting state due to calling one of the
* following methods:
* <ul>
* <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
* <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
* <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
* </ul>
*
* <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
* perform a particular action.
*
* For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
* on an object is waiting for another thread to call
* <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
* that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
* is waiting for a specified thread to terminate.
*/
WAITING,
/**
* Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
* A thread is in the timed waiting state due to calling one of
* the following methods with a specified positive waiting time:
* <ul>
* <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
* <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
* <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
* <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
* <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
* </ul>
*/
TIMED_WAITING,
/**
* Thread state for a terminated thread.
* The thread has completed execution.
*/
TERMINATED;
}
线程的NEW状态
当我们用关键字new创建一个Thread对象时,此时它并不处于执行状态,因为没有调用start方法启动该线程,那么线程的状态为NEW状态,准确地说,它只是Thread对象的状态,因为在没有start之前,该线程根本不存在,与你用关键字new创建一个普通的Java对象没什么区别。
NEW状态通过start方法进入RUNNABLE状态。
线程的RUNNABLE状态
操作系统隐藏 Java 虚拟机(JVM)中的 READY 和 RUNNING 状态,它只能看到 RUNNABLE 状态,所以 Java 系统一般将这两个状态统称为 RUNNABLE(运行中) 状态 。
线程调用 start()
方法后开始运行,那么此时才是真正地在JVM进程中创建了一个线程,线程一经启动就可以立即得到执行吗?答案是否定的,线程的运行与否和进程一样都要听令于CPU的调度,线程这时候处于 READY(可运行) 状态,也就是说它具备执行的资格,但是并没有真正地执行起来而是在等待CPU的调度。可运行状态的线程获得了 CPU 时间片(timeslice)后就处于 RUNNING(运行) 状态。
由于存在RUNNING状态,所以不会直接进入BLOCKED状态和TERMINATED状态,即使是在线程的执行逻辑中调用wait、sleep或者其他block的IO操作等,也必须先获得CPU的调度执行权才可以,严格来讲,RUNNABLE的线程只能意外终止或者进入RUNNING状态。
在该RUNNING状态中,线程的状态可以发生如下的状态转换。
- 直接进入TERMINATED状态,比如调用JDK已经不推荐使用的stop方法或者判断某个逻辑标识。
- 进入WAITING状态,比如调用了sleep,或者wait方法而加入了waitSet中。
- 进行某个阻塞的IO操作,比如因网络数据的读写而进入了BLOCKED状态。
- 获取某个锁资源,从而加入到该锁的阻塞队列中而进入了BLOCKED状态。
- 由于CPU的调度器轮询使该线程放弃执行,进入READY 状态。
- 线程主动调用yield方法,放弃CPU执行权,进入READY状态。
线程的BLOCKED状态
线程在BLOCKED状态中可以切换至如下几个状态。
- 直接进入TERMINATED状态,比如调用JDK已经不推荐使用的stop方法或者意外死亡(JVM Crash)。
- 线程阻塞的操作结束,比如读取了想要的数据字节进入到RUNNABLE状态。
- 线程完成了指定时间的休眠,进入到了RUNNABLE状态。
- 线程获取到了某个锁资源,进入RUNNABLE状态。
- 线程在阻塞过程中被打断,比如其他线程调用了interrupt方法,进入RUNNABLE状态。
线程的 WAITING 状态
线程进入WAITING状态,可能是调用了wait/join/park方法使线程进入等待状态,处在WAITING 状态的线程被其他线程调用 notify/notifyAll 唤醒之后,就会重新进入 RUNNABLE 状态。
线程的 TIMED_WAITING 状态
TIMED_WAITING 就是超时等待的意思,跟 WAITING 状态不同的是,TIMED_WAITING 会等待指定的超时时间后自动退出。
线程的TERMINATED状态
TERMINATED是一个线程的最终状态,在该状态中线程将不会切换到其他任何状态,线程进入TERMINATED状态,意味着该线程的整个生命周期都结束了,下列这些情况将会使线程进入TERMINATED状态。
- 线程运行正常结束,结束生命周期。
- 线程运行出错意外结束。
- JVM Crash,导致所有的线程都结束。