Java线程状态流转---线程

说明
线程共包括以下5种状态。
1. 新建状态(New)         : 线程对象被创建后,就进入了新建状态。例如,Thread thread = new Thread()。
2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被创建后,其它线程调用了该对象的start()方法,从而来启动该线程。例如,thread.start()。处于就绪状态的线程,随时可能被CPU调度执行。
3. 运行状态(Running) : 线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是,线程只能从就绪状态进入到运行状态。
4. 阻塞状态(Blocked)  : 阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种:
    (01) 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法,让线程等待某工作的完成。
    (02) 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态。
    (03) 其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
5. 死亡状态(Dead)    : 线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。

1. wait(), notify(), notifyAll()等方法介绍

在Object.java中,定义了wait(), notify()和notifyAll()等接口。wait()的作用是让当前线程进入等待状态,同时,wait()也会让当前线程释放它所持有的锁。而notify()和notifyAll()的作用,则是唤醒当前对象上的等待线程;notify()是唤醒单个线程,而notifyAll()是唤醒所有的线程。

Object类中关于等待/唤醒的API详细信息如下:
notify()        -- 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
notifyAll()   -- 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
wait()                                         -- 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
wait(long timeout)                    -- 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超过指定的时间量”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
wait(long timeout, int nanos)  -- 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者其他某个线程中断当前线程,或者已超过某个实际时间量”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。

2. 为什么notify(), wait()等函数定义在Object中,而不是Thread中

Object中的wait(), notify()等函数,和synchronized一样,会对“对象的同步锁”进行操作。

wait()会使“当前线程”等待,因为线程进入等待状态,所以线程应该释放它锁持有的“同步锁”,否则其它线程获取不到该“同步锁”而无法运行!
OK,线程调用wait()之后,会释放它锁持有的“同步锁”;而且,根据前面的介绍,我们知道:等待线程可以被notify()或notifyAll()唤醒。现在,请思考一个问题:notify()是依据什么唤醒等待线程的?或者说,wait()等待线程和notify()之间是通过什么关联起来的?答案是:依据“对象的同步锁”。

负责唤醒等待线程的那个线程(我们称为“唤醒线程”),它只有在获取“该对象的同步锁”(这里的同步锁必须和等待线程的同步锁是同一个),并且调用notify()或notifyAll()方法之后,才能唤醒等待线程。虽然,等待线程被唤醒;但是,它不能立刻执行,因为唤醒线程还持有“该对象的同步锁”。必须等到唤醒线程释放了“对象的同步锁”之后,等待线程才能获取到“对象的同步锁”进而继续运行。

总之,notify(), wait()依赖于“同步锁”,而“同步锁”是对象锁持有,并且每个对象有且仅有一个!这就是为什么notify(), wait()等函数定义在Object类,而不是Thread类中的原因。

 3. yield()介绍

yield()的作用是让步。它能让当前线程由“运行状态”进入到“就绪状态”,从而让其它具有相同优先级的等待线程获取执行权;但是,并不能保证在当前线程调用yield()之后,其它具有相同优先级的线程就一定能获得执行权;也有可能是当前线程又进入到“运行状态”继续运行!

4. yield() 与 wait()的比较

我们知道,wait()的作用是让当前线程由“运行状态”进入“等待(阻塞)状态”的同时,也会释放同步锁。而yield()的作用是让步,它也会让当前线程离开“运行状态”。它们的区别是:
(01) wait()是让线程由“运行状态”进入到“等待(阻塞)状态”,而不yield()是让线程由“运行状态”进入到“就绪状态”。
(02) wait()是会线程释放它所持有对象的同步锁,而yield()方法不会释放锁。

// YieldLockTest.java 的源码
public class YieldLockTest{ 

    private static Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args){
        ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
        ThreadA t2 = new ThreadA("t2");
        t1.start();
        t2.start();
    } 

    static class ThreadA extends Thread{
        public ThreadA(String name){
            super(name);
        }
        public void run(){
            // 获取obj对象的同步锁
            synchronized (obj) {
                for(int i=0; i <10; i++){
                    System.out.printf("%s [%d]:%d\n", this.getName(), this.getPriority(), i);
                    // i整除4时,调用yield
                    if (i%4 == 0)
                        Thread.yield();
                }
            }
        }
    }
}

(某一次)运行结果

t1 [5]:0
t1 [5]:1
t1 [5]:2
t1 [5]:3
t1 [5]:4
t1 [5]:5
t1 [5]:6
t1 [5]:7
t1 [5]:8
t1 [5]:9
t2 [5]:0
t2 [5]:1
t2 [5]:2
t2 [5]:3
t2 [5]:4
t2 [5]:5
t2 [5]:6
t2 [5]:7
t2 [5]:8
t2 [5]:9

结果说明
主线程main中启动了两个线程t1和t2。t1和t2在run()会引用同一个对象的同步锁,即synchronized(obj)。在t1运行过程中,虽然它会调用Thread.yield();但是,t2是不会获取cpu执行权的。因为,t1并没有释放“obj所持有的同步锁”!

5. sleep()介绍

sleep() 定义在Thread.java中。
sleep() 的作用是让当前线程休眠,即当前线程会从“运行状态”进入到“休眠(阻塞)状态”。sleep()会指定休眠时间,线程休眠的时间会大于/等于该休眠时间;在线程重新被唤醒时,它会由“阻塞状态”变成“就绪状态”,从而等待cpu的调度执行。

6. sleep() 与 wait()的比较

我们知道,wait()的作用是让当前线程由“运行状态”进入“等待(阻塞)状态”的同时,也会释放同步锁。而sleep()的作用是也是让当前线程由“运行状态”进入到“休眠(阻塞)状态”。
但是,wait()会释放对象的同步锁,而sleep()则不会释放锁。
下面通过示例演示sleep()是不会释放锁的。

// SleepLockTest.java的源码
public class SleepLockTest{ 

    private static Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args){
        ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
        ThreadA t2 = new ThreadA("t2");
        t1.start();
        t2.start();
    } 

    static class ThreadA extends Thread{
        public ThreadA(String name){
            super(name);
        }
        public void run(){
            // 获取obj对象的同步锁
            synchronized (obj) {
                try {
                    for(int i=0; i <10; i++){
                        System.out.printf("%s: %d\n", this.getName(), i);
                        // i能被4整除时,休眠100毫秒
                        if (i%4 == 0)
                            Thread.sleep(100);
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

主线程main中启动了两个线程t1和t2。t1和t2在run()会引用同一个对象的同步锁,即synchronized(obj)。在t1运行过程中,虽然它会调用Thread.sleep(100);但是,t2是不会获取cpu执行权的。因为,t1并没有释放“obj所持有的同步锁”!
注意,若我们注释掉synchronized (obj)后再次执行该程序,t1和t2是可以相互切换的。

时间: 2024-10-24 23:19:20

Java线程状态流转---线程的相关文章

Java线程状态、线程停止、线程阻塞

线程状态(五种状态) Java 线程的生命周期包括创建,就绪,运行,阻塞,死亡5 个状态.一个 Java 线程总是处于这 5 个生命周期状态之一,并在一定条件下可以在不同状态之间进行转换 . 创建状态 (New Thread) 在 Java 语言中使用 new操作符创建一个线程后,该线程仅仅是一个空对象,它具备了线程的一些特征,但此时系统没有为其分配资源,这时的线程处于创建状态. 就绪状态 (Runnable) 使用 start()方法启动一个线程后,系统为该线程分配了除 CPU 外的所需资源,

关于Java线程状态

线程状态说明 线程状态定义在Thread.State枚举中,以下内容取自Thread.java源码 NEW: 线程尚未开始 A thread that has not yet started is in this state. RUNNABLE: 线程可运行,但可能未分配到处理器 A thread executing in the Java virtual machine is in this state. BLOCKED: 线程等待monitor锁 A thread that is block

Java内存模型与线程

写在前面:与之前主流程序语言(c/c++等)直接使用物理硬件和操作系统的内存模型不同,java虚拟机为了屏蔽各种硬件和操作系统的内存访问差异定义了一种java内存模型.其主要定义程序中各个变量的访问规则(在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量的底层细节). 线程.主内存.工作内存之间的交互关系 1.java内存模型结构: -所有的变量都存储在主内存中. -每条线程还有自己的工作内存. -工作内存中保存了从主内存中拷贝的该线程所要使用到的变量 -每条线程对变量的操作必须在自己的工作内存中,不

011 Java内存模型与线程

1.Java内存模型 Java虚拟机规范中试图定义一种Java内存模型(Java Memory Model,JMM)来屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异,以实现让Java程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果. Java内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则,即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节. ①主内存与工作内存 Java内存模型规定了所有的变量都存储在主内存(Main Memory)中(此处的主内存与介绍物理硬件时的主内存名字一样,两者也可以互相类

Java语言定义的线程状态分析

说到线程,一定要谈到线程状态,不同的状态说明线程正处于不同的工作机制下,不同的工作机制下某些动作可能对线程产生不同的影响. Java语言定义了6中状态,而同一时刻,线程有且仅有其中的一种状态.要获取Java线程的状态可以使用 java.lang.Thread类中定义的 getState()方法,获取当前线程的状态就可以使用Thread.currentThread().getState()来获取.该方法返回的类型是一个枚举类型,是Thread内部的一个枚举,全称为“java.lang.Thread

jvm(12)-java内存模型与线程

[0]README 0.1)本文部分文字描述转自“深入理解jvm”,旨在学习“java内存模型与线程” 的基础知识: [1]概述 1)并发处理的广泛应用是使得 Amdahl 定律代替摩尔定律称为计算机性能发展源动力的根本原因: 2)Amdahl 定律:该定律通过系统中并行化与串行化的比重来描述多处理器系统能获得的运算加速能力: 3)摩尔定律:该定律用于描述处理器晶体管数量与运行效率间的发展关系: Conclusion)这两个定律的更替代表了近年来硬件发展从追求处理器频率到追求多核心并行处理的发展

Java多线程01(Thread类、线程创建、线程池)

Java多线程(Thread类.线程创建.线程池) 第一章 多线程 1.1 多线程介绍 1.1.1 基本概念 进程:进程指正在运行的程序.确切的来说,当一个程序进入内存运行,即变成一个进程,进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定独立功能. 线程:线程是进程中的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,一个进程中至少有一个线程.一个进程中是可以有多个线程的,这个应用程序也可以称之为多线程程序. 简而言之:一个程序运行后至少有一个进程,一个进程中可以包含多个线程 1.1.2 单线程程序 - 从入口m

JVM故障分析系列之四:jstack生成的Thread Dump日志线程状态

JVM故障分析系列之四:jstack生成的Thread Dump日志线程状态 2017年10月25日  Jet Ma  JavaPlatform JVM故障分析系列系列文章 JVM故障分析系列之一:使用jstack定位线程堆栈信息JVM故障分析系列之二:jstack生成的Thread Dump日志结构解析JVM故障分析系列之三:jstat命令的使用及VM Thread分析JVM故障分析系列之四:jstack生成的Thread Dump日志线程状态JVM故障分析系列之五:常见的Thread Dum

JVM——java内存模型和线程

概述 计算机的运算速度与它的存储和通信子系统速度的差距太大,大量的时间都花费在磁盘I/O.网络通信或者数据库访问上.我们当然不希望处理器大部分时间都处于等待其他资源的状态,要通过一些“手段”去把处理器的运算能力“压榨”出来,不然太浪费了. 衡量一个服务性能的高低好坏,每秒事务处理数(Transactions Per Second,TPS)是最重要的指标之一.代表一秒服务端平均能响应的请求总数,而TPS值与程序的并发能力又有密切的相关. 硬件的效率与一致性 处理器要和内存交互(取运算数据.存储运算