• 面试突击23:说一下线程生命周期,以及转换过程?


    线程的生命周期指的是线程从创建到销毁的整个过程,通常情况下线程的生命周期有以下 5 种:

    • 初始状态
    • 可运行状态
    • 运行状态
    • 休眠状态
    • 终止状态

    它们的状态转换如下图所示:
    image.png

    Java 线程生命周期

    Java 线程的生命周期和上面说的生命周期是不同的,它有以下 6 种状态:

    1. NEW(初始化状态)
    2. RUNNABLE(可运行/运行状态)
    3. BLOCKED(阻塞状态)
    4. WAITING(无时限等待状态)
    5. TIMED_WAITING(有时限等待状态)
    6. TERMINATED(终止状态)

    我们可以在 Thread 的源码中可以找到这 6 种状态,如下所示:
    image.png
    当然你也可以使用 Java 代码,来打印所有的线程状态,如下代码所示:

    for (Thread.State value : Thread.State.values()) {
        System.out.println(value);
    }
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png

    生命周期转换

    接下来我们聊聊 Java 线程生命周期的转换过程。

    1.从 NEW 到 RUNNABLE

    当我们创建一个线程的时候,也就是 new Thread 的时候,此时线程是 NEW 状态,如下代码所示:

    // 创建线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // ...
        }
    });
    // 获取线程状态
    Thread.State state = thread.getState();
    System.out.println(state);
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png
    然而调用了线程的 start 方法之后,线程的状态就从 NEW 变成了 RUNNABLE,如下代码所示:

    // 创建线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 获取到当前执行的线程
            Thread currThread = Thread.currentThread();
            // 获取线程状态
            Thread.State state = currThread.getState();
            // 打印线程状态
            System.out.println(state);
        }
    });
    thread.start();
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png

    2.从 RUNNABLE 到 BLOCKED

    当线程中的代码排队执行 synchronized 时,线程就会从 RUNNABLE 状态变为 BLOCKED 阻塞状态,如下代码所示:

    // 创建线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                // 等待 100 毫秒
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("排队使用锁");
            synchronized (ThreadStates.class) {
            }
        }
    });
    thread.start();
    // 让主线程先得到锁
    synchronized (ThreadStates.class) {
        // 获取线程状态
        Thread.State state = thread.getState();
        // 打印线程状态
        System.out.println("首次获取线程状态:" + state);
        // 休眠 1s
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 再次获取线程状态
        state = thread.getState();
        // 打印线程状态
        System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
    }
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png
    当线程获取到 synchronized 锁之后,就会从 BLOCKED 状态转变为 RUNNABLE 状态。

    3.从 RUNNABLE 到 WAITTING

    线程调用 wait() 方法之后,就会从 RUNNABLE 状态变为 WAITING 无时限等待状态,如下所示:

    // 创建线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (this) {
                try {
                    // 线程休眠
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
    // 获取线程状态
    Thread.State state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("首次获取线程状态:" + state);
    // 休眠 1s
    try {
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 获取线程状态
    state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png
    当调用了 notify/notifyAll 方法之后,线程会从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态,如下代码所示:

    Object lock = new Object();
    // 创建线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (lock) {
                try {
                    // 线程休眠
                    lock.wait();
                    // 获取当前线程状态
                    Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
                    // 打印线程状态
                    System.out.println("获取线程状态:" + state);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
    // 获取线程状态
    Thread.State state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("首次获取线程状态:" + state);
    // 休眠 1s
    try {
        Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 获取线程状态
    state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
    
    // 唤醒 thread 线程
    synchronized (lock) {
        lock.notify();
    }
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png

    4.从 RUNNABLE 到 TIMED_WATTING

    当调用带超时时间的等待方法时,如 sleep(xxx),线程会从 RUNNABLE 状态变成 TIMED_WAITING 有时限状态,如下代码所示:

    // 创建线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
    // 获取线程状态
    Thread.State state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("首次获取线程状态:" + state);
    // 休眠 1s
    try {
        Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 获取线程状态
    state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png
    当超过了超时时间之后,线程就会从 TIMED_WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态,实现代码如下:

    // 创建线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                // 获取当前线程状态
                Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
                // 打印线程状态
                System.out.println("获取线程状态:" + state);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
    // 获取线程状态
    Thread.State state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("首次获取线程状态:" + state);
    // 休眠 1s
    try {
        Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 获取线程状态
    state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png

    5.RUNNABLE 到 TERMINATED

    线程执行完之后,就会从 RUNNABLE 状态变成 TERMINATED 销毁状态,如下代码所示:

    // 创建线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 获取当前线程状态
            Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
            // 打印线程状态
            System.out.println("获取线程状态:" + state);
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
    // 等待 100ms,待线程执行完
    Thread.sleep(100);
    // 获取线程状态
    Thread.State state = thread.getState();
    // 打印线程状态
    System.out.println("线程状态:" + state);
    

    以上程序的执行结果如下图所示:
    image.png

    总结

    Java 中线程的生命周期有 6 种:NEW(初始化状态)、RUNNABLE(可运行/运行状态)、BLOCKED(阻塞状态)、WAITING(无时限等待状态)、TIMED_WAITING(有时限等待状态)、TERMINATED(终止状态)。线程生命周期的转换流程如下图所示:
    image.png

    参考资料

    《Java并发编程实战》

    是非审之于己,毁誉听之于人,得失安之于数。

    公众号:Java面试真题解析

    面试合集:https://gitee.com/mydb/interview

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/vipstone/p/15907280.html
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