[Thread,Thread State]线程，线程状态

目录

• 线程
  • 线程 & 进程
  • JAVA中的线程
  • 线程的状态
    • 线程状态图
      • 初始状态:
      • 可运行状态:
      • 运行状态：
      • 死亡状态:
      • 阻塞状态：
  • 线程的方法
    • Thread.Sleep(long millis)
    • Thread.yield()
    • t.join/t.join(long millis)
    • object.wait()
    • object.notify

线程

线程 & 进程

学过操作系统的基本都知道这个词。一开始出现的是进程，进程是操作系统中分时系统的一个基本运作单位。但是后来由于系统设计的升级，对进程又进行了划分，所以出现了线程。
进程可以包含多个线程，至少一个。这样就出现了线程来执行用户需要执行的命令。
区别总结一下：

1. 进程是一段正在执行的程序，是资源分配的基本单元，而线程时CPU调度的基本单元。
2. 进程间相互独立，进程与进程之间不能共享资源，一个进程至少有一个线程，同一个进程的各线程共享整个进程的资源(寄存器，堆栈，上下文)。
3. 线程的创建和切换开销比进程小。

JAVA中的线程

高级语言都有一套使用线程的方法。在JAVA中最原始的方法就2种：

1. 继承Thread
2. 实现Runnable接口

当然除了这里的最原始的方法，还有一些方法可以创建线程。

线程的状态

线程状态大致可以分为5种：

1. 初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
2. 可运行(RUNNABLE):也称为就绪状态，调用start方法后线程就计入就绪状态但并不是说只要调用start方法线程就马上变为当前线程，在变为当前线程之前都是就绪状态。线程在睡眠和挂起中恢复的时候也会进入就绪状态。线程对象创建后，其他的线程调用了它的start方法，这个线程就会进入可运行线程池中，等待被调度选中，获取CPU的使用权。
3. 运行(RUNNING)：可运行状态(RUNNABLE)的线程获得了CPU的时间片，执行程序代码，开始执行run。
4. 阻塞(BLOCKED)：线程由于某种原因放弃了CPU的使用权，也就是时间片，暂时停止了运行。
   a. 等待阻塞: 通过调用线程的wait方法，让线程等待某工作的完成，线程进入等待队列(waitting queue)。
   b. 同步阻塞: 线程在获取synchronized失败，会进入同步阻塞状态，线程进入阻塞。
   c. 其他阻塞: 通过调用线程的sleep或者join或发出了I/O请求，线程会进入阻塞。当sleep超时，join等待线程终止或超时，或I/O完毕，线程就重新进入可运行状态(RUNNABLE)
5. 死亡(DEAD):线程执行结束，run，main方法结束，或者因为异常退出了run，该线程结束生命周期，状态不可逆转。

当然在JDK中，线程的状态有NEW,RUNNABLE,BLOCKED,WAITING,TIMED_WAITING,TERMINATED,和系统层面的划分差不多。

1. 等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
2. 限时等待(TIMED_WAITING)：该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间后自行返回。
3. 终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕。

线程状态图

初始状态:

实现了Runnable接口或者继承了Thread的一个类，通过new创建了实例，线程就进入了初始状态。

可运行状态:

• 可运行状态只是代表该线程在随时等待调度程序。
• 调用线程的Start方法，线程进入可运行状态。
• 当前线程sleep结束，其他线程join结束，IO结束，拿到了对象锁，线程也可以进入可运行状态。
• 当前线程时间片用完后，调用了该线程的yield方法，该线程进入可运行状态。

运行状态：

进入运行状态RUNNING，只有等到被调度程序选中，才能够进入。

死亡状态:

• 当线程run完成时，或者main方法完成，就认为dead。
• 如果尝试在一个dead的线程上start，会抛出IllegalThreadStateException

阻塞状态：

• 当前线程调用了sleep方法，当前线程进入阻塞。
• 运行在当前线程里的其他线程调用了join方法，当前线程进入阻塞
• 等待IO时，当前线程进入阻塞。

有很多的博客，提到了一些锁池，等待队列，等待池，可运行池的概念，但是我一直没有找到这些名词的来源，没有哪本书中，提过这些名词。但是通过这些名词，解释了一些可能不容易理解的问题。
从一个国外站上面看到一个文章说是这样解释的：
Inside the Java Virtual Machine

在JAVA中，每个对象都有一个内部锁(Monitor)。JVM会为每个对象维护2个区域，Entry Set(入口集)，Wait Set(等待集)。Entry Set存储了等待获取object的内部锁的所有线程,Wait Set存储了执行了object.wait方法的线程。

如果有个线程A执行了wait，那么A就会被暂停，状态变为WAITTING，进入Wait Set，我们可以称A为object的等待线程，当其他线程执行了object.notify或者notifyAll，Wait Set中的任意一个线程会被唤醒进入RUNNABLE，并且会参与和Entry Set中的线程一起争夺monitor。如果wait set的线程成功拿到了锁，这个线程就可以从Wait Set移除，否则该线程还会留在Wait set，并且再次暂停，等待下次申请锁的机会。

线程的方法

Thread.Sleep(long millis)

sleep属于线程的方法，调用后当前线程进入阻塞，但是不会释放锁,millis之后，线程会苏醒进入可运行状态RUNNABLE。

Thread.yield()

当前线程调用该方法，当前的线程就会放弃CPU，由RUNNING-->RUNNABLE,让相同优先级的线程轮流执行，但是不一定保证实际会轮流执行。当然该线程也有可能会被调度程序再次选中，yield不会导致阻塞。

t.join/t.join(long millis)

当前线程t1里调用其他线程t2的join方法，当前线程实际进入wait ，直到t2执行完毕或者join时间到了，t1被可能唤醒进入可运行状态。

object.wait()

当前线程调用object的wait方法，当前线程释放对象锁，只能等notify，notifyall唤醒或者wait时间到唤醒。

object.notify

唤醒在这个对象锁上面的某一个线程，notifyAll唤醒这个对象锁上面的所有线程。