线程包括哪些状态,状态之间是如何变化?

2023年 11月 30日 67.6k 0

1. 线程状态-六种状态

线程的状态可以参考JDK中的Thread类中的枚举State,存在六种状态

public enum State {
//尚未启动的线程的线程状态
  NEW,

  //可运行线程的线程状态
  RUNNABLE,

//线程阻塞等待监视器锁的线程状态
  BLOCKED,

//等待线程的线程状态
  WAITING,

//具有指定等待时间的等待线程的线程状态(有限等待)
  TIMED_WAITING,

 //已终止线程的线程状态。线程已完成执行
  TERMINATED;
}

六种状态介绍:

新建(NEW)

  • 当一个线程对象被创建,但还未调用 start 方法时处于新建状态
  • 此时未与操作系统底层线程关联

可运行(RUNNABLE):

  • 调用了 start 方法,就会由新建进入可运行
  • 此时与底层线程关联,由操作系统调度执行

终结(TERMINATED)

  • 线程内代码已经执行完毕,由可运行进入终结
  • 此时会取消与底层线程关联

阻塞(BLOCKED)

  • 当获取锁失败后,由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞,此时不占用 cpu 时间
  • 当持锁线程释放锁时,会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程,唤醒后的线程进入可运行状态

等待(WAITING)

  • 当获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait() 方法,此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合等待,同样不占用 cpu 时间
  • 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会按照一定规则唤醒等待集合中的等待线程,恢复为可运行状态

有时限等待(TIMED_WAITING)

  • 当获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait(long) 方法,此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合进行有时限等待,同样不占用 cpu 时间
  • 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会按照一定规则唤醒等待集合中的有时限等待线程,恢复为可运行状态,并重新去竞争锁
  • 如果等待超时,也会从有时限等待状态恢复为可运行状态,并重新去竞争锁
  • 还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行状态进入有时限等待状态,但与 Monitor 无关,不需要主动唤醒,超时时间到自然恢复为可运行状态

其它情况(只需了解)

  • 可以用 interrupt() 方法打断等待、有时限等待的线程,让它们恢复为可运行状态
  • park,unpark 等方法也可以让线程等待和唤醒

2. 线程状态-五种状态

五种状态的说法来自于操作系统层面的划分

  • 运行态:分到 cpu 时间,能真正执行线程内代码的
  • 就绪态:有资格分到 cpu 时间,但还未轮到它的
  • 阻塞态:没资格分到 cpu 时间的
  • 涵盖了 java 状态中提到的阻塞、等待、有时限等待
  • 多出了阻塞 I/O,指线程在调用阻塞 I/O 时,实际活由 I/O 设备完成,此时线程无事可做,只能干等
    • 新建与终结态:与 java 中同名状态类似,不再啰嗦

    3. wait和sleep方法的不同?

    共同点

    wait() ,wait(long) 和 sleep(long) 的效果都是让当前线程暂时放弃 CPU 的使用权,进入阻塞状态

    不同点

    1.方法归属不同

    • sleep(long) 是 Thread 的静态方法
    • 而 wait(),wait(long) 都是 Object 的成员方法,每个对象都有 醒来时机不同
    • 执行 sleep(long) 和 wait(long) 的线程都会在等待相应毫秒后醒来
    • wait(long) 和 wait() 还可以被 notify 唤醒,wait() 如果不唤醒就一直等下去
    • 它们都可以被打断唤醒

    2.锁特性不同(重点)

    • wait 方法的调用必须先获取 wait 对象的锁,而 sleep 则无此限制
    • wait 方法执行后会释放对象锁,允许其它线程获得该对象锁(我放弃 cpu,但你们还可以用)
    • 而 sleep 如果在 synchronized 代码块中执行,并不会释放对象锁(我放弃 cpu,你们也用不了)

    3. 线程状态面试题

    面试官:线程包括哪些状态,状态之间是如何变化的?

    候选人:

    在JDK中的Thread类中的枚举State里面定义了6中线程的状态分别是:新建、可运行、终结、阻塞、等待和有时限等待六种。

    关于线程的状态切换情况比较多。我分别介绍一下:

    当一个线程对象被创建,但还未调用 start 方法时处于新建状态,调用了 start 方法,就会由新建进入可运行状态。如果线程内代码已经执行完毕,由可运行进入终结状态。当然这些是一个线程正常执行情况。

    如果线程获取锁失败后,由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞,只有当持锁线程释放锁时,会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程,唤醒后的线程进入可运行状态。

    如果线程获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait() 方法,此时从可运行状态释放锁等待状态,当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会恢复为可运行状态。

    还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行状态进入有时限等待状态,不需要主动唤醒,超时时间到自然恢复为可运行状态。

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