线程的六种状态

What’s is thread ?

现代操作系统在运行一个程序时,会为其创建一个进程。例如qq进程,吃鸡进程… 如果启动的是一个java程序,那么系统就会创建一个java进程。现代操作系统调度的最小单元是线程,也叫轻量级进程(Light Weight Process),在一个进程里可以创建多个线程,这些线程都拥有各自的计数器、堆栈和局部变量等属性,并且能够访问共享的内存变量。处理器在这些线程上高速切换,让使用者感觉到这些线程在同时执行。

一个Java程序从main()方法开始执行,然后按照既定的代码逻辑执行,看似没有其他线程参与,但实际上Java程序天生就是多线程程序,因为执行main()方法的是一个名称为main的线程。下面使用JMX来查看一个普通的Java程序包含哪些线程,如下所示:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
public class MultiThread {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取Java线程管理MXBean
        ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        // 不需要获取同步的monitor和synchronizer信息,仅获取线程和线程堆栈信息
        ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false);
        // 遍历线程信息,仅打印线程ID和线程名称信息
        for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
            System.out.println("[" + threadInfo.getThreadId() + "] " + threadInfo.
                    getThreadName());
        }
    }
}  

输出如下所示(输出内容可能不同)。

1
2
3
4
[4] Signal Dispatcher // 分发处理发送给JVM信号的线程
[3] Finalizer // 调用对象finalize方法的线程
[2] Reference Handler // 清除Reference的线程
[1] main // main线程,用户程序入口

可以看到,一个Java程序的运行不仅仅是main()方法的运行,而是main线程和多个其他线程的同时运行。

线程优先级

现代操作系统基本采用时分的形式调度运行的线程,操作系统会分出一个个时间片,线程会分配到若干时间片,当线程的时间片用完了就会发生线程调度,并等待着下次分配。线程分配到的时间片多少也就决定了线程使用处理器资源的多少,而线程优先级就是决定线程需要多或者少分配一些处理器资源的线程属性。

在Java线程中,通过一个整型成员变量priority来控制优先级,优先级的范围从1~10,在线程构建的时候可以通过setPriority(int)方法来修改优先级,默认优先级是5,优先级高的线程分配时间片的数量要多于优先级低的线程。设置线程优先级时,针对频繁阻塞(休眠或者I/O操作)的线程需要设置较高优先级,而偏重计算(需要较多CPU时间或者偏运算)的线程则设置较低的优先级,确保处理器不会被独占。在不同的JVM以及操作系统上,线程规划会存在差异,有些操作系统甚至会忽略对线程优先级的设定。

tips:线程优先级不能作为程序正确性的依赖,因为操作系统可以完全不用理会Java线程对于优先级的设定。 线程的状态


Java线程在运行的生命周期中可能处于表4-1所示的6种不同的状态,在给定的一个时刻, 线程只能处于其中的一个状态。

状态名称 说明
NEW 初始状态,线程被构建,但是还没有调用start()方法
RUNNABLE 运行状态,java线程将操作系统中的就绪和运行两种状态笼统的称作“运行中”
BLOCKED 阻塞状态,表示线程阻塞于锁
WAITING 等待状态,表示线程进入等待状态,进入该状态表示当前线程需要等待其他线程做出一些特定动作(通知或者中断)
TIME_WAITING 超时等待状态,该状态不同于WAITING,它是可以在指定的时间自行返回的
TERMINATED 终止状态,表示当前线程已经执行完毕

线程在自身的生命周期中,并不是固定地处于某个状态,而是随着代码的执行在不同的状态之间进行切换,Java线程状态,变迁图如下所示:

http://cdn.telami.cn/Snipaste_2018-05-06_11-50-42.png

可以看到,线程创建之后,调用start()方法开始运行。当线程执行wait()方法之后,线程进入等待状态。 进入等待状态的线程需要依靠其他线程的通知才能够返回到运行状态,而超时等待状态相当于在等待状态的基础上增加了超时限制,也就是超时时间到达时将会返回到运行状态。 当线程调用同步方法时,在没有获取到锁的情况下,线程将会进入到阻塞状态。 线程在执行Runnable的run()方法之后将会进入到终止状态。

注意 Java将操作系统中的运行和就绪两个状态合并称为运行状态。阻塞状态是线程阻塞在进synchronized关键字修饰的方法或代码块(获取锁)时的状态,但是阻塞在java.concurrent包中Lock接口的线程状态却是等待状态,因为java.concurrent包中Lock接口对于阻塞的实现均使用了LockSupport类中的相关方法。 所以这其实并不矛盾,也是可以理解的