java中线程状态

刚开始接触java时，就觉得多线程是一个障碍，不容易理解，当时选择了跳过，不过工作一段时间后，发现这块还是需要深入研究一下的，及时平时工作中不使用多线程，但一定会使用web容器，比如tomcat，也是会接触到多喜爱能成，况且现在工作中也是需要使用到多线程。首先从简单的开始，了解线程的状态，查看Thread源码，与getState方法在一起的有个枚举State，其包含了线程的所有状态

JDK版本为1.8

public enum State {
        /**
         * Thread state for a thread which has not yet started.
         */
        NEW,

        /**
         * Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable
         * state is executing in the Java virtual machine but it may
         * be waiting for other resources from the operating system
         * such as processor.
         */
        RUNNABLE,

        /**
         * Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
         * A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
         * to enter a synchronized block/method or
         * reenter a synchronized block/method after calling
         * {@link Object#wait() Object.wait}.
         */
        BLOCKED,

        /**
         * Thread state for a waiting thread.
         * A thread is in the waiting state due to calling one of the
         * following methods:
         * <ul>
         *   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
         *   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
         * </ul>
         *
         * <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
         * perform a particular action.
         *
         * For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
         * on an object is waiting for another thread to call
         * <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
         * that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
         * is waiting for a specified thread to terminate.
         */
        WAITING,

        /**
         * Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
         * A thread is in the timed waiting state due to calling one of
         * the following methods with a specified positive waiting time:
         * <ul>
         *   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
         *   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
         *   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
         * </ul>
         */
        TIMED_WAITING,

        /**
         * Thread state for a terminated thread.
         * The thread has completed execution.
         */
        TERMINATED;
    }

通过以上代码了解到，线程有六种状态：NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED

根据个人理解，简单列出了各状态之间的转换

NEW到RUNNABLE状态不可回退

RUNNABLE到TERMINATED状态不可回退

代码验证NEW,RUNNABLE和TERMINATED状态

package com.demo;

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread() {

            @Override
            public void run() {
                System.out.println("run");
            }
        };

        System.out.println(t.getState()); // NEW,还未调用start方法
        t.start();
        System.out.println(t.getState()); // RUNNABLE,调用了start方法，但线程还未结束

        try {
            // 等待线程结束，其实休眠毫秒级应该就可以结束
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(t.getState());// TERMINATED,线程结束

    }
}

输出结果

 验证BLOCK与WAITING状态

package com.demo;

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {

        Runnable r = new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                synchronized (this) {
                    try {
                        Thread.sleep(50000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };

        Thread t1 = new Thread(r, "Thread1");
        Thread t2 = new Thread(r, "Thread2");
        
        // 优先级数字范围为1到10，默认5，数字越小，优先级越高
        t1.setPriority(5);
        t2.setPriority(8);

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

    }
}

打包成jar包，java -cp thread.jar com.demo.ThreadTest

ps找到对应的pid

Thread1优先执行，获取到锁，调用了sleep方法，处于TIMED_WAITING状态，Thread2未获取到锁，处于BLOCKED状态

将上述测试中Thread.sleep方法改为this.wait()

 

jstack查看结果

 调用wait方法释放了锁，所以两条线程依次进入到synchronized代码块，处于WAITING状态，只有等到被notify或者notifyAll才能恢复为RUNNABLE状态，而有参的sleep或者wait等方法，则可以在制定的时间过后，自动变为RUNNABLE状态。

验证TIMED_WAITING状态

向this.wait方法传递参数

jstack查看结果

 两条线程均处于TIMED_WAITING状态，说明它们同样都获取到了锁，wait方法，无论是否带参数，都会释放锁，但sleep不会释放锁

 yield方法

不推荐使用，按照源码中注释所述，该方法使当前线程释放锁，释放对处理器的占用。但很少有适合使用该方法的场景，在debug或者测试或者设计并发控制结构，如juc包中的数据结构时可能会比较有用，不需要特别的关注该方法

 暂停（suspend），重新开始（resume），销毁（destory）由于死锁问题，已经被标记为过时，不推荐使用

中断（interrput）

该方法在一些地方使用时，会抛出异常，比如在一个由于sleep方法被阻塞的线程上使用该方法，将抛出InterruptedException异常，具体可查看源码。

interrput方法并非真正的中断了线程，只是在该线程上设置了一个中断标志，如果需要中断线程中的后续操作，还需要在线程内部写一些代码配合使用

package com.demo;

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new MyRunnable(), "mythread");
        t.start();
        t.interrupt();
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    int j = 0;

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("中断状态：" + Thread.currentThread().isInterrupted());
        System.out.println("线程状态：" + Thread.currentThread().getState());
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            j++;
        }
        System.out.println(j);
    }

}

输出结果

可以看出，在for循环还未执行的时候，线程已经处于中断状态，但并未真正的中断，for循环已经被执行了，因此，interrupt方法只是设置了中断状态标志为true，并未真正的中断线程。可以根据线程状态，做一些操作，来达到类似中断线程的效果

如上代码，在for循环中，加入判断条件

输出结果

可以看出，线程处于中断状态，for循环的j没有累加。为了看的比较真切，可以在中断之前，休眠一段时间，比如sleep 3毫秒，输出结果

为什么wait和notify，notifyAll方法被定义到了Object中，而不是在Thread中？

根据wait，notify，notifyAll方法源码注释可知，这几个方法必须在synchronized内部使用，而synchronized使用的锁是任意的，我们在锁上调用wait和notify方法来完成线程间通信，也即是说，对于所有对象，wait和notify以及notifyAll方法都必须是可以使用的，所有对象都可使用的方法，那就要放到Object中了，如果将wait和notify方法放入到Thread线程类中，那么锁的类型就极大的被缩减到一种（必须是Thread或其子类）。