怎么理解java線程生命周期

本篇內(nèi)容主要講解“怎么理解java線程生命周期”,感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷,實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“怎么理解java線程生命周期”吧!

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線程生命周期的幾種狀態(tài)

剛接觸線程生命周期時,我總是記不住,也理解不了他們的狀態(tài),可以說是比較混亂,更別說它們之間是如何進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的了。原因是我把操作系統(tǒng)通用線程狀態(tài)和編程語言封裝后的線程狀態(tài) 概念混淆在一起了

操作系統(tǒng)通用線程狀態(tài)

個人覺得通用線程狀態(tài)更符合我們的思考習慣。其狀態(tài)總共有 5 種 (如下圖)。對于經(jīng)常寫并發(fā)程序的同學來說,其嘴里經(jīng)常念的都是操作系統(tǒng)中的這些通用線程狀態(tài),且看

怎么理解java線程生命周期

除去生【初始狀態(tài)】死【終止狀態(tài)】,其實只是三種狀態(tài)的各種轉(zhuǎn)換,聽到這句話是不是心情放松了很多呢?

為了更好的說明通用線程狀態(tài)和 Java 語言中的線程狀態(tài),這里還是先對前者進行簡短的說明

初始狀態(tài)

線程已被創(chuàng)建,但是還不被允許分配CPU執(zhí)行。注意,這個被創(chuàng)建其實是屬于編程語言層面的,實際在操作系統(tǒng)里,真正的線程還沒被創(chuàng)建, 比如 Java 語言中的 new Thread()。

可運行狀態(tài)

線程可以分配CPU執(zhí)行,這時,操作系統(tǒng)中線程已經(jīng)被創(chuàng)建成功了

運行狀態(tài)

操作系統(tǒng)會為處在可運行狀態(tài)的線程分配CPU時間片,被 CPU 臨幸后,處在可運行狀態(tài)的線程就會變?yōu)檫\行狀態(tài)

休眠狀態(tài)

如果處在運行狀態(tài)的線程調(diào)用某個阻塞的API或等待某個事件條件可用,那么線程就會轉(zhuǎn)換到休眠狀態(tài),注意:此時線程會釋放CPU使用權,休眠的線程永遠沒有機會獲得CPU使用權,只有當?shù)却录霈F(xiàn)后,線程會從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到可運行狀態(tài)

終止狀態(tài)

線程執(zhí)行完或者出現(xiàn)異常 (被interrupt那種不算的哈,后續(xù)會說)就會進入終止狀態(tài),正式走到生命的盡頭,沒有起死回生的機會

接下來就來看看你熟悉又陌生,面試又經(jīng)常被問到的Java 線程生命周期吧

Java語言線程狀態(tài)

在 Thread 的源碼中,定義了一個枚舉類 State,里面清晰明了的寫了Java語言中線程的6種狀態(tài):

  1.  NEW

  2.  RUNNABLE

  3.  BLOCKED

  4.  WAITING

  5.  TIMED_WAITING

  6.  TERMINATED

怎么理解java線程生命周期

耳邊響起五環(huán)之歌,Java中線程狀態(tài)竟然比通用線程狀態(tài)的 5 種多1種,變成了 6 種。這個看似復雜,其實并不是你想的那樣,Java在通用線程狀態(tài)的基礎上,有裁剪,也有豐富,整體來說是少一種。再來看個圖,注意顏色區(qū)分哦

怎么理解java線程生命周期

Java 語言中

  •  將通用線程狀態(tài)的可運行狀態(tài)和運行狀態(tài)合并為 Runnable,

  •  將休眠狀態(tài)細分為三種 (BLOCKED/WAITING/TIMED_WAITING); 反過來理解這句話,就是這三種狀態(tài)在操作系統(tǒng)的眼中都是休眠狀態(tài),同樣不會獲得CPU使用權

看上圖右側(cè)【Java語言中的線程狀態(tài)】,進一步簡潔的說,除去線程生死,我們只要玩轉(zhuǎn) RUNNABLE 和休眠狀態(tài)的轉(zhuǎn)換就可以了,編寫并發(fā)程序也多數(shù)是這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。所以我們需要了解,有哪些時機,會觸發(fā)這些狀態(tài)轉(zhuǎn)換

遠看看輪廓, 近看看細節(jié)。我們將上面Java語言中的圖進行細化,將觸發(fā)的節(jié)點放到圖中 (這看似復雜的圖,其實三句話就能分解的,所以別慌),且看:

怎么理解java線程生命周期

RUNNABLE與BLOCKED狀態(tài)轉(zhuǎn)換

當且僅有(just only)一種情況會從 RUNNABLE 狀態(tài)進入到 BLOCKED 狀態(tài),就是線程在等待 synchronized 內(nèi)置隱式鎖;如果等待的線程獲取到了 synchronized 內(nèi)置隱式鎖,也就會從 BLOCKED 狀態(tài)變?yōu)?RUNNABLE 狀態(tài)了

注意:

上面提到,以操作系統(tǒng)通用狀態(tài)來看,線程調(diào)用阻塞式 API,會變?yōu)樾菝郀顟B(tài)(釋放CPU使用權),但在JVM層面,Java線程狀態(tài)不會發(fā)生變化,也就是說Java線程的狀態(tài)依舊會保持在 RUNNABLE 狀態(tài)。JVM并不關心操作系統(tǒng)調(diào)度的狀態(tài)。在JVM看來,等待CPU使用權(操作系統(tǒng)里是處在可執(zhí)行狀態(tài))與等待I/O(操作系統(tǒng)是處在休眠狀態(tài)),都是等待某個資源,所以都歸入了RUNNABLE 狀態(tài)

   —— 摘自《Java并發(fā)編程實戰(zhàn)》

RUNNABLE與WAITING狀態(tài)轉(zhuǎn)換

調(diào)用不帶時間參數(shù)的等待API,就會從RUNNABLE狀態(tài)進入到WAITING狀態(tài);當被喚醒就會從WAITING進入RUNNABLE狀態(tài)

RUNNABLE與 TIMED-WAITING 狀態(tài)轉(zhuǎn)換

調(diào)用帶時間參數(shù)的等待API,自然就從 RUNNABLE 狀態(tài)進入 TIMED-WAITING 狀態(tài);當被喚醒或超時時間到就會從TIMED_WAITING進入RUNNABLE狀態(tài)

看圖中的轉(zhuǎn)換 API 挺多的,其實不用擔心,后續(xù)分析源碼章節(jié),自然就會記住的,現(xiàn)在有個印象以及知道狀態(tài)轉(zhuǎn)換的節(jié)點就好了

相信到這里,你看Java線程生命周期的眼神就沒那么迷惑了,重點就是RUNNABLE與休眠狀態(tài)的切換,接下來我們看一看,如何查看線程中的狀態(tài),以及具體的代碼觸發(fā)點

如何查看線程處在什么狀態(tài)

程序中調(diào)用 getState() 方法

Thread 類中同樣存在 getState() 方法用于查看當前線程狀態(tài),該方法就是返回上面提到的枚舉類 State

怎么理解java線程生命周期

NEW

就是上面提到, 編程語言中特有的,通過繼承 Thread 或?qū)崿F(xiàn) Runnable 接口定義線程后,這時的狀態(tài)都是 NEW

Thread thread = new Thread(() -> {});  System.out.println(thread.getState());

RUNNABLE

調(diào)用了 start() 方法之后,線程就處在 RUNNABLE 狀態(tài)了

Thread thread = new Thread(() -> {});  thread.start();  //Thread.sleep(1000);  System.out.println(thread.getState());

BLOCKED

等待 synchronized 內(nèi)置鎖,就會處在 BLOCKED 狀態(tài)

public class ThreadStateTest {     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {          Thread t1 = new Thread(new DemoThreadB());          Thread t2 = new Thread(new DemoThreadB());          t1.start();          t2.start();         Thread.sleep(1000);          System.out.println((t2.getState()));          System.exit(0);     }  }  class DemoThreadB implements Runnable {      @Override      public void run() {          commonResource();      }      public static synchronized void commonResource() {          while(true) {              }      }  }

WAITING

調(diào)用線程的 join() 等方法,從 RUNNABLE 變?yōu)?WAITING 狀態(tài)

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {          Thread main = Thread.currentThread();          Thread thread2 = new Thread(() -> {              try {                  Thread.sleep(1000);              } catch (InterruptedException e) {          Thread.currentThread().interrupt();                  e.printStackTrace();              }              System.out.println(main.getState());          });          thread2.start();          thread2.join();      }

TIMED-WAITING

調(diào)用了 sleep(long) 等方法,線程從 RUNNABLE 變?yōu)?TIMED-WAITING 狀態(tài)

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {          Thread thread3 = new Thread(() -> {              try {                  Thread.sleep(3000);              } catch (InterruptedException e) {          // 為什么要調(diào)用interrupt方法?                  Thread.currentThread().interrupt();                  e.printStackTrace();              }          });          thread3.start();          Thread.sleep(1000);          System.out.println(thread3.getState());      }

TERMINATED

線程執(zhí)行完自然就到了 TERMINATED 狀態(tài)了

Thread thread = new Thread(() -> {});  thread.start();  Thread.sleep(1000);  System.out.println(thread.getState());

以上是程序中查看線程,自己寫寫測試看看狀態(tài)還好,現(xiàn)實中的程序怎么可能允許你加這么多無用代碼,所以,翠花,上酸菜(jstack)

怎么理解java線程生命周期

jstack 命令查看

相信你聽說過這玩意,jstack 命令就比較強大了,不僅能查看線程當前狀態(tài),還能看調(diào)用棧,鎖等線程棧信息

大家可以隨意寫一些程序,這里我用了上面 WAITING 狀態(tài)的代碼, 修改睡眠時間 Thread.sleep(100000),然后在終端按照下圖標示依次執(zhí)行下圖命令

怎么理解java線程生命周期

更多功能還請大家自行查看,后續(xù)會單獨寫文章來教大家如何使用jstack查看線程棧信息

Arthas

這個利器,無須多言吧,線上找茬監(jiān)控沒毛病,希望你可以靈活使用這個工具,攻克疑難雜癥

怎么理解java線程生命周期

到此,相信大家對“怎么理解java線程生命周期”有了更深的了解,不妨來實際操作一番吧!這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站,更多相關內(nèi)容可以進入相關頻道進行查詢,關注我們,繼續(xù)學習!

本文名稱:怎么理解java線程生命周期
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