线程状态

starlin 368 2020-08-26

线程状态

线程的工作模式是,首先先要创建线程并指定线程需要执行的业务方法,然后再调用线程的 start() 方法,此时线程就从 NEW(新建)状态变成了 RUNNABLE(就绪)状态,此时线程会判断要执行的方法中有没有 synchronized 同步代码块,如果有并且其他线程也在使用此锁,那么线程就会变为 BLOCKED(阻塞等待)状态,当其他线程使用完此锁之后,线程会继续执行剩余的方法。

当遇到 Object.wait() 或 Thread.join() 方法时,线程会变为 WAITING(等待状态)状态,如果是带了超时时间的等待方法,那么线程会进入 TIMED_WAITING(计时等待)状态,当有其他线程执行了 notify() 或 notifyAll() 方法之后,线程被唤醒继续执行剩余的业务方法,直到方法执行完成为止,此时整个线程的流程就执行完了,执行流程如下图所示:
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Java线程具有五种基本状态:
1.新建状态(New):当线程对象对创建后,即进入了新建状态,如:Thread t = new MyThread();
2.就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法(t.start();),线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程,只是说明此线程已经做好了准备,随时等待CPU调度执行,并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行;
3.运行状态(Running):当CPU开始调度处于就绪状态的线程时,此时线程才得以真正执行,即进入到运行状态。注:就 绪状态是进入到运行状态的唯一入口,也就是说,线程要想进入运行状态执行,首先必须处于就绪状态中;
4.阻塞状态(Blocked):处于运行状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入到就绪状态,才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同,阻塞状态又可以分为三种:

  • 等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,使本线程进入到等待阻塞状态;
  • 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;
  • 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。

BLOCKED 和 WAITING 的区别

虽然 BLOCKED 和 WAITING 都有等待的含义,但二者有着本质的区别,首先它们状态形成的调用方法不同,其次 BLOCKED 可以理解为当前线程还处于活跃状态,只是在阻塞等待其他线程使用完某个锁资源;而 WAITING 则是因为自身调用了 Object.wait() 或着是 Thread.join() 又或者是 LockSupport.park() 而进入等待状态,只能等待其他线程执行某个特定的动作才能被继续唤醒,比如当线程因为调用了 Object.wait() 而进入 WAITING 状态之后,则需要等待另一个线程执行 Object.notify() 或 Object.notifyAll() 才能被唤醒。

run()、start()方法的区别

从源码上来看:
start() 方法属于 Thread 自身的方法,并且使用了 synchronized 来保证线程安全
run() 方法为 Runnable 的抽象方法,必须由调用类重写此方法,重写的 run() 方法其实就是此线程要执行的业务方法

当你调用 start() 方法时,它会新建一个线程然后执行 run() 方法中的代码。
如果直接调用 run() 方法,并不会创建新线程,只是一个普通方法,方法中的代码会在当前调用者的线程中执行

实现并启动线程有两种方法
1、写一个类继承自Thread类,重写run方法。用start方法启动线程
2、写一个类实现Runnable接口,实现run方法。用new Thread(Runnable target).start()方法来启动

调用start()后,线程会被放到等待队列,等待CPU调度,并不一定要马上开始执行,只是将这个线程置于可动行状态。然后通过JVM,线程Thread会调用run()方法,执行本线程的线程体。先调用start后调用run

为什么不直接调用run?就是为了实现多线程的优点,没这个start不行。

  1. start()方法来启动线程,真正实现了多线程运行。这时无需等待run方法体代码执行完毕,可以直接继续执行下面的代码;通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程, 这时此线程是处于就绪状态, 并没有运行。 然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行操作的, 这里方法run()称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容, Run方法运行结束, 此线程终止。然后CPU再调度其它线程。
  2. run()方法当作普通方法的方式调用。程序还是要顺序执行,要等待run方法体执行完毕后,才可继续执行下面的代码; 程序中只有主线程——这一个线程, 其程序执行路径还是只有一条, 这样就没有达到写线程的目的。

另外,它们可调用的次数不同,start() 方法不能被多次调用,否则会抛出 java.lang.IllegalStateException;而 run() 方法可以进行多次调用,因为它只是一个普通的方法而已。

线程优先级

// 线程可以拥有的最小优先级
public final static int MIN_PRIORITY = 1;

// 线程默认优先级
public final static int NORM_PRIORITY = 5;

// 线程可以拥有的最大优先级
public final static int MAX_PRIORITY = 10

线程的优先级可以理解为线程抢占 CPU 时间片的概率,优先级越高的线程优先执行的概率就越大,但并不能保证优先级高的线程一定先执行。

在程序中我们可以通过 Thread.setPriority() 来设置优先级,setPriority() 源码如下:

public final void setPriority(int newPriority) {
    ThreadGroup g;
    checkAccess();
    // 先验证优先级的合理性
    if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) {
        throw new IllegalArgumentException();
    }
    if((g = getThreadGroup()) != null) {
        // 优先级如果超过线程组的最高优先级,则把优先级设置为线程组的最高优先级
        if (newPriority > g.getMaxPriority()) {
            newPriority = g.getMaxPriority();
        }
        setPriority0(priority = newPriority);
    }
}

线程中的常用方法

sleep() 、wait()、join()、yield()区别

  1. sleep:Thread类的方法,必须带一个时间参数 会让当前线程休眠进入阻塞状态并释放CPU(阿里面试题 Sleep释放CPU,wait 也会释放cpu,因为cpu资源太宝贵了,只有在线程running的时候,才会获取cpu片段),提供其他线程运行的机会且不考虑优先级,但如果有同步锁则sleep不会释放锁即其他线程无法获得同步锁 ,可通过调用interrupt()方法来唤醒休眠线程。

  2. wait:Object类的方法(notify()、notifyAll() 也是Object对象),必须放在循环体和同步代码块中,执行该方法的线程会释放锁,进入线程等待池中等待被再次唤醒(notify随机唤醒,notifyAll全部唤醒,线程结束自动唤醒)即放入锁池中竞争同步锁

  3. join:一种特殊的wait(内部调用wait方法),当前运行线程调用另一个线程的join方法,当前线程进入阻塞状态直到另一个线程运行结束等待该线程终止注意该方法也需要捕捉异常。如:在一个线程中调用 other.join() ,这时候当前线程会让出执行权给 other 线程,直到 other 线程执行完或者过了超时时间之后再继续执行当前线程

  4. yield:Thread 的源码可以知道 yield() 为本地方法,源码如下:

public static native void yield();
  • 让出CPU调度,Thread类的方法,类似sleep只是不能由用户指定暂停多长时间 ,并且yield()方法只能让同优先级的线程有执行的机会。 yield()只是使当前线程重新回到可执行状态,所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。调用yield方法只是一个建议,告诉线程调度器我的工作已经做的差不多了,可以让别的相同优先级的线程使用CPU了,没有任何机制保证采纳
  • 使当前线程从执行状态(运行状态)变为可执行态(就绪状态)。
  • yield() 方法表示给线程调度器一个当前线程愿意出让 CPU 使用权的暗示,但是线程调度器可能会忽略这个暗示。

sleep() 和 yield()区别

sleep()和yield()都是Thread类中的静态方法,都会使得当前处于运行状态的线程放弃CPU,但是两者的区别还是有比较大的:

  1. sleep使当前线程(即调用sleep方法的线程暂停一段时间),给其它的线程运行的机会,而且是不考虑其它线程的优先级的,而且不释放资源锁,也就是说如果有synchronized同步块,其它线程仍然是不能访问共享数据的;yeild只会让位给优先级一样或者比它优先级高的线程,而且不能由用户指定暂停多长时间
  2. 当线程执行了sleep方法之后,线程将转入到睡眠状态,直到时间结束,而执行yield方法,直接转入到就绪状态。这些对线程的生命周期会造成影响的。
  3. sleep方法需要抛出或者捕获异常,因为线程在睡眠中可能被打断,而yield方法则没异常。

sleep() 和 wait()区别

sleep(long mills):让出CPU资源,但是不会释放锁资源
wait():让出CPU资源和锁资源

线程和进程的区别?

线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体.

与进程的区别:

  • 地址空间:进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立的地址空间;

  • 资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源

  • 线程是处理器调度的基本单位,但进程不是.

二者均可并发执行.

进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。

从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.
以上,end,感谢阅读!


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