Java中執行緒的生命週期和狀態
1、執行緒在Java中,任何時間點都存在以下任何一種狀態
- New
- Runnable
- Blocked
- Waiting
- Timed Waiting
- Terminated
下圖顯示了執行緒在任何時刻的各種狀態。
2、執行緒的生命週期
- New(新執行緒):建立新執行緒時,它處於新狀態。當執行緒處於此狀態時,執行緒尚未開始執行。當一個執行緒處於新狀態時,它的程式碼還沒有執行,也沒有開始執行。
- Runnable(可執行狀態):準備執行的執行緒被移到可執行狀態。在這種狀態下,一個執行緒可能實際上正在執行,也可能隨時準備執行。執行緒排程程式負責為執行緒提供執行時間。
多執行緒程式為每個執行緒分配固定的時間量。每個執行緒都會執行一段時間,然後暫停並將CPU交給另一個執行緒,這樣其他執行緒就有機會運行了。當這種情況發生時,所有準備好執行、等待CPU和當前正在執行的執行緒都處於可執行狀態。
- Blocked
- Waiting
- 當執行緒暫時處於非活動狀態時,它將處於以下狀態之一:
例如,當執行緒等待I/O完成時,它處於阻塞狀態。執行緒排程程式負責重新啟用和排程阻塞/等待的執行緒。處於此狀態的執行緒在移到可執行狀態之前無法繼續執行。處於這些狀態的任何執行緒都不會佔用任何CPU週期。
當執行緒試圖訪問當前被其他執行緒鎖定的受保護程式碼部分時,該執行緒處於阻塞狀態。當受保護的部分被解鎖時,排程將選擇該部分被阻塞的執行緒之一,並將其移動到可執行狀態。當執行緒處於等待狀態時,它將等待另一個執行緒。當滿足此條件時,排程程式將得到通知,等待的執行緒將被移動到可執行狀態。如果當前正在執行的執行緒被移到blocked/waiting狀態,則執行緒排程程式會安排另一個處於runnable狀態的執行緒執行。執行緒排程程式負
- Timed Waiting(定時等待):當執行緒呼叫帶有超時引數的方法時,它處於定時等待狀態。執行緒處於這種狀態,直到超時完成或收到通知為止。例如,當一個執行緒呼叫sleep或conditional wait時,它將被移到一個timed waiting狀態。
- Terminated(終止狀態):執行緒因以下原因之一終止:
- 因為它正常存在。當執行緒的程式碼完全由程式執行時,就會發生這種情況。
- 因為發生了一些異常的錯誤事件,如分段錯誤或未處理的異常。
處於終止狀態的執行緒不再消耗任何CPU週期。
3、用Java實現執行緒狀態
在Java中,要獲取執行緒的當前狀態,請使用Thread.getState()
1、常量型別:New
宣告:public static final Thread.State NEW
說明:尚未啟動的執行緒的執行緒狀態。
2、常量型別:Runnable
宣告:public static final Thread.State RUNNABLE
說明:可執行執行緒的執行緒狀態。處於可執行狀態的執行緒正在Java虛擬機器中執行,但它可能正在等待來自作業系統(如處理器)的其他資源。
3、常量型別:Blocked
宣告:public static final Thread.State BLOCKED
說明:等待監視器鎖定時阻塞的執行緒的執行緒狀態。處於阻塞狀態的執行緒正在等待監視器鎖進入同步塊/方法,或在呼叫Object.wait()後重新輸入同步塊/方法。
4、常量型別:Waiting
宣告:public static final Thread.State WAITING
說明:由於呼叫以下方法之一使執行緒處於等待狀態:
Object.wait 不帶時間
Thread.join 不帶時間
LockSupport.park
處於等待狀態的執行緒正在等待另一個執行緒執行特定操作。
5、常量型別:Timed Waiting
宣告:public static final Thread.State TIMED_WAITING
說明:具有指定等待時間的等待執行緒的執行緒狀態。呼叫以下方法之一併且指定正等待時間讓執行緒處於定時等待狀態:
Thread.sleep 帶時間
Object.wait 帶時間
Thread.join 帶時間
LockSupport.parkNanos
LockSupport.parkUntil
6、常量型別:Terminated
宣告:public static final Thread.State TERMINATED
說明:終止執行緒的執行緒狀態。執行緒已完成執行。
// Java program to demonstrate thread states class thread implements Runnable { public void run() { // moving thread2 to timed waiting state try { Thread.sleep(1500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("State of thread1 while it called join() method on thread2 -"+ Test.thread1.getState()); try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public class Test implements Runnable { public static Thread thread1; public static Test obj; public static void main(String[] args) { obj = new Test(); thread1 = new Thread(obj); // thread1 created and is currently in the NEW state. System.out.println("State of thread1 after creating it - " + thread1.getState()); thread1.start(); // thread1 moved to Runnable state System.out.println("State of thread1 after calling .start() method on it - " + thread1.getState()); } public void run() { thread myThread = new thread(); Thread thread2 = new Thread(myThread); // thread1 created and is currently in the NEW state. System.out.println("State of thread2 after creating it - "+ thread2.getState()); thread2.start(); // thread2 moved to Runnable state System.out.println("State of thread2 after calling .start() method on it - " + thread2.getState()); // moving thread1 to timed waiting state try { //moving thread1 to timed waiting state Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("State of thread2 after calling .sleep() method on it - "+ thread2.getState() ); try { // waiting for thread2 to die thread2.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("State of thread2 when it has finished it's execution - " + thread2.getState()); } }
輸出:
State of thread1 after creating it - NEW State of thread1 after calling .start() method on it - RUNNABLE State of thread2 after creating it - NEW State of thread2 after calling .start() method on it - RUNNABLE State of thread2 after calling .sleep() method on it - TIMED_WAITING State of thread1 while it called join() method on thread2 -WAITING State of thread2 when it has finished it's execution - TERMINATED
說明:建立新執行緒時,該執行緒處於新狀態。當對執行緒呼叫.start()方法時,執行緒排程程式會將其移到可執行狀態。每當對執行緒例項呼叫join()方法時,執行該語句的當前執行緒將等待該執行緒移動到終止狀態。因此,在控制檯上列印最後一條語句之前,程式在thread2上呼叫join(),使thread1等待thread2完成執行並移動到Terminated狀態。thread1進入Waiting狀態,因為它正在等待thread2完成它的執行,因為它在thread2上呼叫了join。