详解Java的线程状态

时间:2022-11-07 UnicornLien 人气:0

Java的每个线程都具有自己的状态，Thread类中成员变量threadStatus存储了线程的状态：

private volatile int threadStatus = 0;

在Thread类中也定义了状态的枚举，共六种，如下：

public enum State {
    NEW,			//	新建状态
    RUNNABLE,		//	执行状态
    BLOCKED,		//	阻塞状态
    WAITING,		//	无限期等待状态
    TIMED_WAITING,  //  有限期等待状态
    TERMINATED;     //  退出状态
}

threadStatus初始值为0，对应的就是NEW状态。

NEW：新建状态，new Thread()时处于这个状态，此时线程还未开始执行
RUNNABLE：执行状态，当调用了start方法后，线程处于此状态，当然此刻CPU不一定正在执行它
BLOCKED：阻塞状态，线程等待锁时处于此状态
WAITING：无限期等待状态，需要被唤醒的等待属于此状态，如Object.wait
TIMED_WAITING：有限期等待状态，调用一些有超时时间的等待方法会进入此状态，如Thread.sleep、Object.wait、Thread.join、Lock.tryLock、Condition.await
TERMINATED：退出状态，可能是正常运行完毕，也可能是抛出了异常导致线程终止

我们可以通过getState获取线程的状态：

State state = thread.getState();

接下来，我们通过示例来感受线程状态的变化。

示例一：

Thread t = new Thread(() -> {
    System.out.println("sleep");
    //	休眠2秒
    ThreadUtil.sleep(2000);
    System.out.println("run");
});

//	启动前先打印一下线程状态
System.out.println(t.getState());
//	启动线程
t.start();
//	启动后立即打印一次线程状态
System.out.println(t.getState());

//	每隔500毫秒打印一次线程状态
while (true) {
    ThreadUtil.sleep(500);
    System.out.println(t.getState());
}

输出：

NEW
RUNNABLE
sleep
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
run
TERMINATED
TERMINATED
TERMINATED
TERMINATED
TERMINATED
TERMINATED
TERMINATED

可以看出，线程创建后，初始状态为NEW；

调用start方法后状态变更为了RUNNABLE；

当线程内执行了sleep，休眠2秒钟，状态变更为了TIMED_WAITING；

当线程执行完成后，状态变更为了TERMINATED。

示例二：

本示例演示在多线程争抢锁的情况下，线程状态的变化。

private static Object lock = new Object();

public static void main(String[] args) {
    Runnable runnable = () -> {
        //	加锁
        synchronized (lock) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " lock");
            ThreadUtil.sleep(2000);
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " exit");
    };

    Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
    Thread t2 = new Thread(runnable, "t2");

    t1.start();
    t2.start();

    while (true) {
        ThreadUtil.sleep(500);
        System.out.println(t1.getName() + ":" + t1.getState());
        System.out.println(t2.getName() + ":" + t2.getState());
    }
}

输出：

t1 lock t1获得了锁
t1:TIMED_WAITING t1 sleep，进入有限等待状态
t2:BLOCKED t2未获得锁，因此进入阻塞状态
t1:TIMED_WAITING
t2:BLOCKED
t1:TIMED_WAITING
t2:BLOCKED
t1 exit t1释放锁，执行完成，退出
t2 lock t2获得锁
t1:TERMINATED t1已经是退出状态
t2:TIMED_WAITING t2 sleep，进入有限等待状态
t1:TERMINATED
t2:TIMED_WAITING
t1:TERMINATED
t2:TIMED_WAITING
t1:TERMINATED
t2:TIMED_WAITING
t2 exit t2释放锁，执行完成，退出
t1:TERMINATED t1为退出状态
t2:TERMINATED t2为退出状态

示例三：

本示例演示了线程如何进入和退出WAITING状态。

private static Object obj = new Object();

public static void main(String[] args) {
    Runnable runnable = () -> {
        synchronized (obj) {
            try {
                //	等待
                obj.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("exit");
        }
    };

    Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
    System.out.println(t1.getName() + ":" + t1.getState());
    t1.start();
    System.out.println(t1.getName() + ":" + t1.getState());

    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        ThreadUtil.sleep(500);
        if(i == 3) {
            synchronized (obj) {
                //	唤醒
                obj.notify();
            }
        }
        System.out.println(t1.getName() + ":" + t1.getState());
    }
}

输出：

t1:NEW
t1:RUNNABLE
t1:WAITING 调用了obj.wait()进入无限等待状态
t1:WAITING
t1:WAITING
t1:BLOCKED 主线程获得锁，进行notify,t1进入了阻塞状态
exit t1线程退出同步块，执行完成
t1:TERMINATED t1线程退出
t1:TERMINATED

Java Thread的threadStatus字段值的更新代码位于hotspot c++源码中，JDK源码中看不到。

Java的线程状态并非是操作系统的实际线程状态，但与操作系统的线程状态是有对应关系的，后续有需要深入分析操作系统原理、hotspot源码再展开。

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