Java基础进阶笔记 - Day06 - 第三章 线程状态
- Java基础进阶笔记 - Day06 - 第三章 线程状态
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- 3.1 线程状态概述
- 3.2 TIMED_WAITING（计时等待）
- 3.3 BLOCKED（锁阻塞）
- 3.4 WAITING（无限等待）
- 3.5 补充知识点
Java基础进阶笔记 - Day06 - 第三章 线程状态
系统：Win10
JDK：1.8.0_121
IDE：IntelliJ IDEA 2017.3.7
3.1 线程状态概述
当线程被创建并启动之后，它既不是一起动就进入执行状态，也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中，有几种状态呢？在API中java.lang.Thread.State这个枚举类中给出了六种线程状态：
这里先列出各个线程状态发生的条件，下面将会对每种状态进行详细的解析
| 线程状态 | 导致状态发生条件 |
|---|---|
| NEW（新建） | 线程刚被创建，但是并未启动。还没调用start方法 |
| Runnable（可运行） | 线程可以在java虚拟机中运行的状态，可能正在运行自己代码，也可能没有，这取决于操作系统处理器 |
| Blocked（锁阻塞） | 当一个线程试图获取一个对象锁，而该对象锁被其他的线程持有，则该线程进入Blocked状态；当该线程持有锁时，该线程将变成Runnable状态 |
| Waiting（无限等待） | 一个线程在等待另一个线程执行一个（唤醒动作时），该线程进入Waiting状态。进入这个状态以后是不能自动唤醒的，必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能唤醒 |
| Timed_Waiting（计时等待） | 同Waiting状态，有几个方法有超时参数，代用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态将一直保持超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep、Object.wait |
| Terminated (被终止) | 因为run方法正常退出而死亡，或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡 |
目前不需要去研究这几种状态的实现原理，只需要知道在做线程操作中存在这样的状态。那么如何去理解这几个状态，新建与被终止还是很容易理解的，那么就研究一下线程从Runnable(可运行)状态与非运行状态之间的转换问题
3.2 TIMED_WAITING（计时等待）
Timed_Waiting在API中的描述为：一个正在限时等待另一个线程执行一个（唤醒）动作的线程处于这一状态。单独的去理解这句话，可能不是很好理解，其实前面我们已经接触过这个状态了
在我们写的卖票案例中，模拟卖票前操作，我们在run方法中添加了sleep语句，这样就强制当前正在执行的线程休眠（暂停执行）
其实当我们调用了sleep方法之后，当前执行的线程就进入到了“休眠状态”，就是所谓的Timed_Waiting（计时等待），下面我们通过一个案例加深对该状态的一个理解
实现一个计时器，从0计数到59，在每个数字之间暂停一秒（模拟一分钟倒计时）
代码如下
public class MyThread extends Thread{
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i < 60; i++) {
System.out.println(i);
try {
// 线程睡眠1秒
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new MyThread().start();
}
}
运行结果
通过案例可以发现，sleep方法的使用还是很简单的。我们需要记住下面几点：
- 进入TIMED_WAITING状态的一种常见情形是调用sleep方法，单独的线程也可以调用，不一定非要有协作关系
- 为了让其他线程有机会执行，可以将Thread.sleep()的调用放在线程run()之内，这样才能保证该线程执行过程中睡眠
- sleep与锁无关，线程睡眠到期会自动苏醒，并返回到Runnable（可运行）状态
小提示：sleep()中指定的时间是线程不会运行的最短时间，因此sleep()方法不能保证该线程睡眠到期后会立刻开始执行
Timed_Waiting线程状态图
3.3 BLOCKED（锁阻塞）
Blocked状态在API中的介绍为：一个正在阻塞等待一个监视器锁（锁对象）的线程处于这一状态
我们前面已经学完同步机制，那么这个状态是非常好理解的，比如线程A与线程B代码中使用同一锁，如果线程A获取到锁，线程A进入到Runnable状态，那么线程B就进入到Blocked锁阻塞状态
这是由Runnable状态进入Blocked状态，除此Waiting以及Time_Waiting状态也会在某种情况下进入阻塞状态
Blocked状态线程状态图
3.4 WAITING（无限等待）
Waiting状态在API中的介绍为：一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的（唤醒）动作的线程处于这一状态
下面我们通过一段代码来了解下
/**
* 线程一先获取到锁对象，在同步代码块中调用wait方法，释放锁，进入无限等待状态-waiting
* 线程二开始执行，获取到线程一释放的锁，执行完毕，调用notify唤醒含有wait方法的线程
* 线程一获取到锁，从无限等待状态醒来，继续执行
*/
public class WaitingDemo {
public static Object obj = new Object(); // 锁对象
public static void main(String[] args) {
// 演示waiting
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (obj) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取到锁对象，调用wait方法，进入waiting状态，释放锁对象！");
obj.wait(); // 无限等待
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "从waiting状态醒来，获取到锁对象，继续执行！");
}
}
}, "线程一").start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始执行！");
Thread.sleep(1000); // 睡眠1秒，让线程一先获取到锁对象
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取到锁对象，执行完毕，调用notify方法，释放锁对象！");
obj.notify(); // 唤醒一个含有wait()方法的线程
}
}
}, "线程二").start();
}
}
运行结果
通过上面案例我们可以发现，一个调用了某个对象的Object.wait方法的线程会等待另一个线程调用此对象的Object.notify()对象或Object.notifyAll()方法
其实waiting状态并不是一个线程的操作，它体现的是多个线程的通信，可以理解为多个线程之间的协作关系，多个线程会争取锁，同时相互之间又存在协作关系。就好比在公司里的你和你的同事，你们可能存在晋升时的竞争，但更多的时候是一起合作以完成某些任务
当多个线程协作时，比如A,B线程，如果A线程在Runnable（可运行）状态调用了wait()方法，那么A线程就进入Waiting（无限等待）状态，同时失去同步锁。假如这个时候线程B获取到同步锁，在运行状态中调用了notify()方法，那么就会将无限等待的A线程唤醒。注意的是唤醒，如果获取到锁对象，那么A线程就进入Runnable（可运行）状态；如果没有获取锁对象，那么就进入到Blocked（锁阻塞状态）
Waiting线程状态图
3.5 补充知识点
到此我们对于线程状态有了基本认识，想要了解更多，可见下图
小贴士：
我们在翻阅API的时候发现Timed_Waiting（计时等待）与Waiting（无限等待）状态联系还是很紧密的，比如Waiting（无限等待）状态中wait方法时空参的，而Timed_Waiting（计时等待）中wait方法是带参的。这种带参的方法，其实是一种倒计时操作，相当于我们生活中的小闹钟，我们约定好时间，到时通知，可是如果提前得到（唤醒）通知，那么设定好时间再通知就显得多此一举了，那么这种设计方案其实是一举两得。如果没有得到（唤醒）通知，那么线程就处于Timed_Waiting状态，直到倒计时完毕自动醒来，如果在倒计时期间得到（唤醒）通知，那么线程从Timed_Waiting状态立刻醒来