为什么要了解java线程的状态
多线程高并发是初级开发者迈向中高级开发者必须要掌握的能力, 万丈高楼平地起, 在深入了解这部分内容前, 我们要明确最基本的概念, 即线程有哪些状态.
从源码来看Java线程有哪些状态
得益于开源精神, 我们可以直观的分析看到在Java中, 线程到底有哪些状态. Java中记录线程所有状态的枚举类为
<code>java.lang.Thread.State</code>
从源代码中我们可以看到在Java中线程总共有6种状态NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED. 下面我们来看一下详细的源代码, 以及各种线程状态的含义.
<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句代码穷尽线程的6种状态
为了增强记忆, 下面我们用10句有效代码, 直观的把Java线程的6种状态展示出来.
<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> 执行结果为
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<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>
线程状态的转换
下面我们避免繁琐的流程图, 简单描述下下线程状态的相互转换.
new可以转换为runnable
runnable可能转换为blocked或waiting, timed_waiting中的一种
blocked或waiting, timed_waiting状态在条件满足后可以转换为runnable
线程执行完毕后, 进入terminated状态
