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Java Thread 的状态

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概述

Java中线程的状态(也可以理解为生命周期)，主要有以下几种：NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED 。
这些状态存在于Thread类中的一个枚举中如下：

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public enum State {
        NEW,
        RUNNABLE,
        BLOCKED,
        WAITING,
        TIMED_WAITING,
        TERMINATED;
    }

具体状态

NEW

  • JDK原生的注释说的是一个还没有开始(started)的线程, 也就是说当new了一个线程之后，并没有调用start方法的时候，线程的状态就是NEW。

RUNNABLE

  • 这个状态代表线程处于一个可运行的状态，但是不一定会执行，因为要考虑cpu核心数等影响，直到CPU时间分片给到当前线程，才会真正的执行。

BLOCKED

  • 阻塞状态，通常都是在等待获取某个监视器的锁的时候会处于当前状态。
  • 已知：
    • 等待synchronized获取监视器对象锁的时候，线程的状态为：BLOCKED (on object monitor)
    • 线程从WAITING/TIMED_WAITING(object.wait()方法)状态唤醒后，因为需要重新获取synchronized监视器对象，会先进入BLOCKED状态，待获取了监视器对象锁后，变为RUNNABLE状态。

WAITING

  • 等待状态，一般是由于调用了如下方法而进入等待状态：
    • Object#wait()
    • Thread#join()
    • LockSupport#park()
  • 线程进入WAITING状态后，等待其他线程调用对应的通知对象才会唤醒。比如：
    • Object.notify()
    • Object.notifyAll()

TIMED_WAITING

  • 一样是等待状态，但是区别是带有一个超时时间，超过这个时间后，线程会被自动唤醒。以下几个方法会进入该状态：
    • Thread.sleep(long)
    • Object#wait(long)
    • Thread#join(long)
    • LockSupport#parkNanos(long)
    • LockSupport#parkUntil(long)

TERMINATED

  • 线程的终止状态，也就是当前线程已经执行完成。

状态转换

关于释放资源方面

锁的释放

  • 通过synchronized获取监视器对象锁之后，有如下几个方式会释放锁资源：
    • 方法或者代码块正常执行完成
    • 方法或者代码块抛出异常，代码终止执行
    • 调用监视器对象的wait方法，会释放锁资源
  • 补充：
    • 调用Thread.sleep方法不会释放锁资源

CPU资源的释放

- Thread.sleep()，会释放CPU资源，但是不会释放锁。
- Thread.yield()，会尝试放弃CPU资源，但是不会释放锁。（可能放弃后又立即获取到）
- 还有suspend()方法，由于已经过时，不再解释。

其他

obj.notify/notifyAll区别

  • notify会随机唤醒监视obj的一个线程，具体是哪个无法指定，由JVM确定。
  • notifyAll会唤醒所有监视obj的线程，然后重新去竞争，只有一个可以获取到资源。

wait/sleep/yield区别

  • sleep()方法会释放CPU资源但是不会释放锁资源。
  • wait()方法会释放CPU资源和锁资源。
  • yield()方法仅释放CPU执行权，锁仍然占用，线程会被放入就绪队列，会在短时间内再次执行。

虚假唤醒

  • 就是在没有调用obj.notify/notifyAll的前提下，obj.wait被唤醒了。
  • 等待线程即使没有收到正确的信号，也能够执行后续的操作，这就可能影响程序执行的正常逻辑。
  • 为了防止假唤醒，保存信号的成员变量将在一个while循环里接受检查，而不是在if表达式里。
  • 示例如下：
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    class Sign {
        private final Object obj = new Object();
        private boolean flag = false;

        public void doWait() throws InterruptedException {
            synchronized (obj) {
                while (!flag) {
                    obj.wait();
                }
                flag = false;
            }
        }
        public void doNotify() {
            synchronized (obj) {
                flag = true;
                obj.notifyAll();
            }
        }
    }

RUNNABLE状态

  • Java中没有线程所谓的RUNNING和READY状态，这两个状态合并到一起，为RUNNABLE状态。
  • 也就是说即使线程处于RUNNABLE状态，也不一定就正在执行，可能正在等待CPU时间分片。