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Java線程的生命周期

ivyzhang / 2856人閱讀

摘要：線程的生命周期線程的生命周期大致可以分為下面五種狀態(tài)新建狀態(tài)就緒狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)休眠狀態(tài)終止?fàn)顟B(tài)新建狀態(tài)，是線程被創(chuàng)建且未啟動(dòng)的狀態(tài)這里的創(chuàng)建，僅僅是在的這種編程語言層面被創(chuàng)建，而在操作系統(tǒng)層面，真正的線程還沒有被創(chuàng)建。

概要

目前CPU的運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到了百億次每秒，甚至更高的量級(jí)，家用電腦即使維持操作系統(tǒng)正常運(yùn)行的進(jìn)程也會(huì)有數(shù)十個(gè)，線程更是數(shù)以百計(jì)。

線程是CPU的調(diào)度和分派的基本單位，為了更充分地利用CPU資源以及提高生產(chǎn)率和高效地完成任務(wù)，在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中一般都會(huì)采用多線程處理。

線程的生命周期

線程的生命周期大致可以分為下面五種狀態(tài)：New(新建狀態(tài))、RUNABLE(就緒狀態(tài))、RUNNING(運(yùn)行狀態(tài))、休眠狀態(tài)、DEAD(終止?fàn)顟B(tài))

1、新建狀態(tài)，是線程被創(chuàng)建且未啟動(dòng)的狀態(tài)；這里的創(chuàng)建，僅僅是在JAVA的這種編程語言層面被創(chuàng)建，而在操作系統(tǒng)層面，真正的線程還沒有被創(chuàng)建。

Thread t1 = new Thread()

2、就緒狀態(tài)，指的是調(diào)用start()方法之后，線程等待分配給CPU執(zhí)行（這時(shí)候，線程已經(jīng)在操作系統(tǒng)層面被創(chuàng)建）

t1.start()

3、運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)CPU空閑時(shí)，線程被分得CPU時(shí)間片，執(zhí)行Run()方法的狀態(tài)

4、休眠狀態(tài)，運(yùn)行狀態(tài)的線程，如果調(diào)用一個(gè)阻塞的API或者等待某個(gè)事件，那么線程的狀態(tài)就會(huì)轉(zhuǎn)換到休眠狀態(tài)，一般有以下幾種情況

同步阻塞：鎖被其它線程占用

主動(dòng)阻塞：調(diào)用Thread的某些方法，主動(dòng)讓出CPU執(zhí)行權(quán)，比如：sleep()、join()等方法

等待阻塞：執(zhí)行了wait()方法

5、終止?fàn)顟B(tài)，線程執(zhí)行完（run()方法執(zhí)行結(jié)束）或者出現(xiàn)異常就會(huì)進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)

對(duì)應(yīng)的是JAVA中Thread類State中的六種狀態(tài)

public class Thread implements Runnable {
   //.........
    
    public enum State {
        NEW, // 初始化狀態(tài)
      
        RUNNABLE, // 可運(yùn)行/運(yùn)行狀態(tài)
      
        BLOCKED, // 阻塞狀態(tài)
        
        WAITING, // 無時(shí)限等待
       
        TIMED_WAITING, // 有時(shí)限等待
  
        TERMINATED; // 終止?fàn)顟B(tài)
    }
   
    // ..........
}
休眠狀態(tài)(BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING)與RUNNING狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

1、RUNNING狀態(tài)與BLOCKED狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

線程等待 synchronized 的隱式鎖，RUNNING —> BLOCKED

線程獲得 synchronized 的隱式鎖，BLOCKED —> RUNNING

2、RUNNING狀態(tài)與WAITING狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

獲得 synchronized 隱式鎖的線程，調(diào)用無參數(shù)的Object.wait()方法

調(diào)用無參數(shù)Thread.join()方法

調(diào)用LockSupport.park()方法，線程阻塞切換到WAITING狀態(tài)，

調(diào)用LockSupport.unpark()方法，可喚醒線程，從WAITING狀態(tài)切換到RUNNING狀態(tài)

3、RUNNING狀態(tài)與TIMED_WAITING狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

調(diào)用帶超時(shí)參數(shù)的 Thread..sleep(long millis)方法

獲得 synchronized 隱式鎖的線程，調(diào)用帶超時(shí)參數(shù)的Object.wait(long timeout)方法

調(diào)用帶超時(shí)參數(shù)的Thread.join(long millis)方法

調(diào)用帶超時(shí)參數(shù)的LockSupport.parkNanos(Object blocker，long deadline)方法

調(diào)用帶超時(shí)參數(shù)的LockSupport.parkUntil(long deadline)方法

廢棄掉的線程方法 ：stop()、suspend()、resume()

stop()方法，會(huì)真正的殺死線程，不給線程任何喘息的機(jī)會(huì)，假設(shè)獲得 synchronized 隱式鎖的線程，此刻執(zhí)行stop()方法，該鎖不會(huì)被釋放，導(dǎo)致其它線程沒有任何機(jī)會(huì)獲得鎖，顯然這樣的結(jié)果不是我們想要見到的。

suspend() 和 resume()方法同樣，因?yàn)槟撤N不可預(yù)料的原因，已經(jīng)被建議不在使用

不能使用stop()、suspend() 、resume() 這些方法來終止線程或者喚醒線程，那么我們應(yīng)該使用什么方法來做呢？答案是：優(yōu)雅的使用Thread.interrupt()方法來做

優(yōu)雅的Thread.interrupt()方法中斷線程

interrupt() 方法僅僅是通知線程，線程有機(jī)會(huì)執(zhí)行一些后續(xù)操作，同時(shí)也可以無視這個(gè)通知，這個(gè)方法通過修改了調(diào)用線程的中斷狀態(tài)來告知那個(gè)線程，說它被中斷了，線程可以通過isInterrupted() 方法，檢測(cè)是不是自己被中斷。

當(dāng)線程被阻塞的時(shí)候，比如被Object.wait, Thread.join和Thread.sleep三種方法之一阻塞時(shí)；調(diào)用它的interrput()方法，會(huì)產(chǎn)生InterruptedException異常。

擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)
探秘局部變量不會(huì)引發(fā)并發(fā)問題的原因

在Java領(lǐng)域，線程可以擁有自己的操作數(shù)棧，程序計(jì)數(shù)器、局部變量表等資源；我們都知道，多個(gè)線程同時(shí)訪問共享變量的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致性等并發(fā)問題；但是 Java 方法里面的局部變量是不存在并發(fā)問題的，具體為什么呢？我們先來了解一下這些基礎(chǔ)知識(shí)。

局部變量的作用域是方法內(nèi)部的，當(dāng)方法執(zhí)行完了，局部變量也就銷毀了，也就是說局部變量應(yīng)該是和方法同生共死的。

Java中的方法是如何調(diào)用的？當(dāng)調(diào)用方法時(shí)，會(huì)創(chuàng)建新的棧幀，并壓入調(diào)用棧；當(dāng)方法返回時(shí)，對(duì)應(yīng)的棧幀就會(huì)被自動(dòng)彈出。也就是說，棧幀和方法是同生共死的。

從上面我們可以得出：方法的調(diào)用就是壓棧和出棧的過程，而在Java中的方法的局部變量又是存儲(chǔ)在棧幀中，所以我們用下面的示意圖幫助大家理解一下

說了那么多，我們還沒有解釋局部變量為啥不會(huì)產(chǎn)生并發(fā)問題，以上，我們知道了，方法的調(diào)用是壓棧和出棧（棧幀）的過程，局部變量又存儲(chǔ)在棧幀中。那么我們的線程和調(diào)用棧又有什么關(guān)系呢，答案是：每個(gè)線程都有自己獨(dú)立的調(diào)用棧

到現(xiàn)在，相信大家都已經(jīng)明白了，局部變量之所以不存在并發(fā)問題，是因?yàn)椋總€(gè)線程都有自己的調(diào)用棧，局部變量都保存在線程各自的調(diào)用棧里面，沒有共享，自然就不存在并發(fā)問題。

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