【Java基础】:线程的生命周期
2016-08-31 21:53
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上篇博客介绍了创建线程的三种方式之间的优劣,我们接着学习多线程的生命周期。
当线程被创建并且启动之后,它既不是一启动就直接进入了执行状态,也不是一直处于执行状态,在线程的生命周期中,它要经过new、runnable、running、blocked和dead五种状态。尤其是当线程启动以后,它不可能一直“霸占”着CPU独自运行,否则多线程也就不存在了,这样一来就需要CPU在多条线程之间来回切换,因此线程状态也会多次在运行和就绪这两者之间切换。
首先我们看一张线程状态转换图,对线程的生命周期有一个整体的认识,方便我们接下来对每个状态的解释:
新建状态
当程序使用new关键字创建一个线程之后,该线程就处于新建状态,此时它和其他的java对象一样,仅仅由java虚拟机为其分配内存,并初始化了其他成员变量的值。此时的线程对象没有表现出任何线程的动态特征,程序也不会执行线程执行体中的业务逻辑代码。
就绪状态
当线程对象调用了start方法之后,该线程处于就绪状态,java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器,处于这个状态中的线程并没有开始运行,它只是表示该线程可以运行了。至于该线程何时开始运行,取决于JVM里线程调度器的调度。
运行状态
如果处于就绪状态的线程获得了CPU,开始执行run方法的线程执行体,则该线程处于运行状态,如果计算机只有一个CPU,在任何时刻只有一条线程处于运行状态。当然,在一个多处理器的机器上,将会有多个线程并行执行;但当线程数大于处理器数时,依然会有多条线程在同一个CPU上轮换的现象。
阻塞状态
当一条线程开始运行后,它不可能一直处于运行状态(除非它的线程执行体足够短,瞬间就执行结束了),线程在运行过程中需要被中断,目的是使其他的线程获得执行的机会,线程调度的细节取决于底层平台所采用的策略。
那么线程什么时候会进入阻塞状态呢?大致有如下几种情况:
1线程调用了sleep方法主动放弃了所占用的处理器资源。
2线程调用了一个阻塞式IO方法,在该方法返回之前,该线程被阻塞
3线程试图获得一个同步监视器,但该同步监视器正被其他线程所持有。
4线程在等待某个通知(notify)。
5程序调用了线程的suspend方法将该线程挂起。不过这个方法容易导致死锁,所以程序应该尽量避免使用该方法。
当前正在执行的线程被阻塞之后,其他线程就可以获得执行的机会了。被阻塞的线程会在合适的时间重新进入就绪状态,注意是就绪状态而不是运行状态。也就是说被阻塞线程的阻塞解除后,必须重新等待线程调度器再次调度它。
因此针对以上造成线程进入阻塞状态的情况,当相应的条件具备之后,同样会重新进入就绪状态,比如调用sleep方法的线程经过了指定的时间,线程调用的阻塞式IO方法已经返回了,线程成功地获得了试图取得的同步监视器,正在等待通知的线程获得了通知,处于挂起状态的线程被调用了resume恢复方法。
我们从上面的状态转换图可以看到,线程从阻塞状态只能进入就绪状态,无法进入运行状态。而就绪和运行状态之间的转换通常不受程序控制,而是由系统调度所导致的。需要注意的是,调用yield方法可以让当前处于运行状态的线程直接进入就绪状态。
死亡状态
线程最终归宿就是死亡,通常有以下三种方式让线程进入死亡状态:
1run方法执行完成,线程正常结束
2线程抛出一个未捕获的Exception或者Error。
3直接调用该线程的stop方法来结束该线程——该方法容易导致死锁,通常不推荐使用。
判断某条线程是否已经死亡,可以调用线程对象的isAlive方法,当线程处于就绪、运行河阻塞三种状态时,该方法将返回true;当线程处于新建、死亡两种状态时,该方法将返回false。对已经死亡的线程对象再次调用start方法,将会抛出IllegalThreadStateException异常,这表明死亡状态的线程无法再次运行了。
当线程被创建并且启动之后,它既不是一启动就直接进入了执行状态,也不是一直处于执行状态,在线程的生命周期中,它要经过new、runnable、running、blocked和dead五种状态。尤其是当线程启动以后,它不可能一直“霸占”着CPU独自运行,否则多线程也就不存在了,这样一来就需要CPU在多条线程之间来回切换,因此线程状态也会多次在运行和就绪这两者之间切换。
首先我们看一张线程状态转换图,对线程的生命周期有一个整体的认识,方便我们接下来对每个状态的解释:
新建状态
当程序使用new关键字创建一个线程之后,该线程就处于新建状态,此时它和其他的java对象一样,仅仅由java虚拟机为其分配内存,并初始化了其他成员变量的值。此时的线程对象没有表现出任何线程的动态特征,程序也不会执行线程执行体中的业务逻辑代码。
就绪状态
当线程对象调用了start方法之后,该线程处于就绪状态,java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器,处于这个状态中的线程并没有开始运行,它只是表示该线程可以运行了。至于该线程何时开始运行,取决于JVM里线程调度器的调度。
运行状态
如果处于就绪状态的线程获得了CPU,开始执行run方法的线程执行体,则该线程处于运行状态,如果计算机只有一个CPU,在任何时刻只有一条线程处于运行状态。当然,在一个多处理器的机器上,将会有多个线程并行执行;但当线程数大于处理器数时,依然会有多条线程在同一个CPU上轮换的现象。
阻塞状态
当一条线程开始运行后,它不可能一直处于运行状态(除非它的线程执行体足够短,瞬间就执行结束了),线程在运行过程中需要被中断,目的是使其他的线程获得执行的机会,线程调度的细节取决于底层平台所采用的策略。
那么线程什么时候会进入阻塞状态呢?大致有如下几种情况:
1线程调用了sleep方法主动放弃了所占用的处理器资源。
2线程调用了一个阻塞式IO方法,在该方法返回之前,该线程被阻塞
3线程试图获得一个同步监视器,但该同步监视器正被其他线程所持有。
4线程在等待某个通知(notify)。
5程序调用了线程的suspend方法将该线程挂起。不过这个方法容易导致死锁,所以程序应该尽量避免使用该方法。
当前正在执行的线程被阻塞之后,其他线程就可以获得执行的机会了。被阻塞的线程会在合适的时间重新进入就绪状态,注意是就绪状态而不是运行状态。也就是说被阻塞线程的阻塞解除后,必须重新等待线程调度器再次调度它。
因此针对以上造成线程进入阻塞状态的情况,当相应的条件具备之后,同样会重新进入就绪状态,比如调用sleep方法的线程经过了指定的时间,线程调用的阻塞式IO方法已经返回了,线程成功地获得了试图取得的同步监视器,正在等待通知的线程获得了通知,处于挂起状态的线程被调用了resume恢复方法。
我们从上面的状态转换图可以看到,线程从阻塞状态只能进入就绪状态,无法进入运行状态。而就绪和运行状态之间的转换通常不受程序控制,而是由系统调度所导致的。需要注意的是,调用yield方法可以让当前处于运行状态的线程直接进入就绪状态。
死亡状态
线程最终归宿就是死亡,通常有以下三种方式让线程进入死亡状态:
1run方法执行完成,线程正常结束
2线程抛出一个未捕获的Exception或者Error。
3直接调用该线程的stop方法来结束该线程——该方法容易导致死锁,通常不推荐使用。
判断某条线程是否已经死亡,可以调用线程对象的isAlive方法,当线程处于就绪、运行河阻塞三种状态时,该方法将返回true;当线程处于新建、死亡两种状态时,该方法将返回false。对已经死亡的线程对象再次调用start方法,将会抛出IllegalThreadStateException异常,这表明死亡状态的线程无法再次运行了。
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