Java基础(进程与线程,线程的创建)

本文详细介绍了Java中的进程与线程概念,包括进程的定义、线程的创建、并发与并行的区别、时间片调度、线程的状态以及线程的分类。通过实例展示了如何在Java中创建和启动线程,以及如何利用Runnable接口指定线程任务。文中还讨论了线程的优先级、线程组和线程状态的变化,帮助理解Java多线程的运行机制。

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1 进程和线程

1.1 进程

在计算机中,进程代表了内存中正在运行的应用程序,计算机中的资源(cpu 内存 磁盘 网络等),会按照需求分配给每个进程,从而这个进程对应的应用程序就可以使用这些资源了。

在这里插入图片描述

在操作系统中,启动一个应用程序的时候,会有一个或多个进程同时被创建,这些进程其实就表示了当前这个应用程序,在系统中的资源使用情况以及程序运行的情况。如果关闭这个进程,那么对应的应用程序也就关闭了。

所以,进程就是在系统中,运行一个应用程序的基本单位。

1.2 线程

线程是进程中的一个代码执行单元,负责当前进程中代码程序的执行,一个进程中有一个或多个线程。

当一个进程中启动了多个线程去分别执行代码的时候,这个程序就是多线程程序。

在这里插入图片描述

例如,当前我们使用java命令去运行一个类的时候,会先启动JVM,这个JVM对于计算机来讲,就是一个应用程序,所以同时系统中也会启动一个进程和这个JVM对应。

在桌面新建文件Hello.java

public class Hello{
	
	public static void main(String[] args)throws Exception{
		
		System.out.println("hello");
        
		long time = 1000*100L;
		Thread.sleep(time);
		
		System.out.println("world");
	}

}

Thread.sleep方法,可以让当前执行代码的线程,暂时的休眠一会

使用命令编译运行Hello类:java Hello

注意,代码中,输出hello之后,JVM并没有直接结束,而是让当前线程去休眠了100秒,所以这个时候JVM还在运行着,我们可以在任务管理中,看到JVM对应的进程了

在这里插入图片描述

如果把这个进程强行关闭掉,那么JVM就停止了,那么程序的运行也就停止了。

注意,可以先关闭STS等开发工具,因为很工具运行时候的也需要启动一个JVM,所以这里可能会出现多个进程

除此之外,我们还可以使用JDK中提供的工具,来查看JVM当前的运行情况:

这里通过JDK自带的jconsole工具,可以检测到当前运行Hello这个类的时候,JVM的运行情况,包含内存的使用、线程的运行状态、类的加载等信息

在这里插入图片描述


例如,查看当前JVM中执行main方法线程信息

在这里插入图片描述

注意,这线程的名字就叫main,它是任务就是调用执行我们类中的main方法!

所以,是一个名字叫main的线程,调用执行我们代码中的main方法

2 并发和并行

  • 线程的并发执行,是指在一个时间段内,俩个或多个线程,使用一个CPU,进行交替运行。

  • 线程的并行执行,是指在同一时刻,俩个或多个线程,各自使用一个CPU,同时进行运行。

如果计算机是单核CPU的话,那么同一时刻只能有一个线程使用CPU来执行代码

如果计算机是多核CPU的话,那么同一时刻有可能是俩个线程同时使用不同的CPU执行代码

可以看出,多核CPU确定可以提供程序的运行速度。

但是,假如我们在程序中编写了俩个线程,启动并运行它们,那么我们是无法控制也无法知道,计算机中到底是使用了一个CPU去运行它们,还是使用俩个CPU去运行它们。这是计算机内核中对资源进行调度的事情,我们从应用程序的层面是无法干涉的。

所以,在一般情况下,我们编写多线程代码时,可以用单核CPU的情况来考虑问题,去设计并编写多线程的代码。

将来计算机如果真的使用多个CPU来运行我们的多线程代码的话,那么也只是提高了代码的执行效率,基本不会影响我们代码的设计和实现的。

3 时间片

3.1 概述

时间片,当前一个线程要使用CPU的时候,CPU会分配给这个线程一小段时间(毫秒级别),这段时间就叫做时间片,也就是该线程允许使用CPU运行的时间,在这个期间,线程拥有CPU的使用权。

如果在一个时间片结束时,线程还在运行,那么这时候,该线程就需要停止运行,并交出CPU的使用权,然后等待下一个CPU时间片的分配。

所以,在宏观上,一段时间内,我们感觉俩个线程在同时运行代码,其实在微观中,这俩个线程在使用一个CPU的时候,它们是交替着运行的,每个线程每次都是运行一个很小的时间片,然后就交出CPU使用权,只是它们俩个交替运行的速度太快了,给我们的感觉,好像是它们俩个线程在同时运行。

思考,生活中还有哪些是因为速度太快,从而通过我们的眼睛“欺骗”了我们的情况?

3.2 调度

当俩个或多个线程使用一个CPU来运行代码的时候,在操作系统的内核中,就会有相应的算法来控制线程获取CPU时间片的方式,从而使得这些线程可以按照某种顺序来使用cpu运行代码,这种情况被称为线程调用。

常见的调度方式:

  • 时间片轮转

    所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间。

  • 抢占式调度

    系统会让优先级高的线程优先使用 CPU(提高抢占到的概率),但是如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个线程获取当前CPU的时间片。

JVM中的线程,使用的为抢占式调度。

例如,

public static void main(String[] args) {
	
    //创建线程对象t1
    Thread t1 = new Thread(){
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println("hello");
            }
        }
    };
	
    //创建线程对象t2
    Thread t2 = new Thread(){
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println("world");
            }
        }
    };
	
    //启动线程t1 t2
    t1.start();
    t2.start();


}

代码中,线程t1中循环输出100次hello,线程t2中循环输出100次world,启动t1和t2后,它们就开始公平的竞争(默认情况下优先级相等),抢占CPU的时间片(使用权),抢到之后就可以使用cpu运行代码了,所以可以看到最后的运行结果,hello和world是交替运行的,但是每次的运行结果都会有所不同。

4 main线程

使用java命令来运行一个类的时候,首先会启动JVM(进程),JVM会在创建一个名字叫做main的线程,来执行类中的程序入口(main方法)

例如,

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        //获取执行当前方法的线程对象
        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        System.out.println("执行当前方法的线程名字为:"+currentThread.getName());

    }

}
//运行结果:
执行当前方法的线程名字为:main

所以,我们写在main方法中的代码,其实都是由名字叫做main的线程去执行的

Thread.currentThread();可以写在任意方法中,返回就是执行这个方法的线程对象

上面代码使用java命令运行的过程是:

在这里插入图片描述

  1. 使用java命令运行Test类,会先启动JVM

  2. 应用类加载器通过CLASSPATH环境变量配置的路径,找到Test.class文件,并加载到方法区。

    注意,这里会同时生产一个Class类型对象,来代表这个Test类型,并且会优先处理类中的静态代码(静态属性、静态方法、静态代码块)

  3. JVM创建并启动一个名字叫做main的线程

  4. main线程将Test中的main方法加载到栈区中

  5. 在栈里面,main线程就可以一行行的执行方法中的代码了

  6. 如果在执行代码中,遇到了方法调用,那么线程会继续把被调用的方法,加载到栈中(压栈操作),然后执行栈顶这个最新添加进来的方法,栈顶方法执行完,就释放(出栈操作),然后在进行执行当前最新的栈顶方法(之前我们画过栈里面的方法调用图,例如在异常的学习过程中)

  7. 代码执行过程输出执行结果

  8. 当前是单线程程序,main线程结束了,JVM就停止了,如果是多线程程序,那么JVM要等所有线程都结束了才会停止

5 线程的创建和启动

java.lang.Thread 是java中的线程类,所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。

每个线程的作用,就是完成我们给它指定的任务,实际上就是执行一段我们指定的代码。我们只需要在Thread类的子类中重写run方法,把执行的代码写入到run方法中即可,这就是线程的执行任务!

Java中通过继承Thread类来创建启动一个新的线程的步骤如下:

  1. 定义Thread类的子类(可以是匿名内部类),并重写Thread类中的run方法,run方法中的代码就是线程的执行任务
  2. 创建Thread子类的对象,这个对象就代表了一个要独立运行的新线程
  3. 调用线程对象的start方法来启动该线程

例如,

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
		
        //2.创建线程类对象
        Thread t = new MyThread();
        //3.调用start方法启动线程
        t.start();

    }


}

//1.子类继承父类Thread,并重写run方法(指定线程的执行任务)
class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("hello world");
            try {
                //可以让当前执行代码的线程睡眠1000毫秒
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

根据结果,可以看出,t线程启动开始执行的时候,每输出一次hello world都会睡眠1秒钟

例如,也可以使用匿名内部类的形式来完成

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Thread t = new MyThread(){
            @Override
            public void run() {

                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println("hello world");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

            }
        };
        
        t.start();

    }


}

在此过程中,main线程和t线程之间的关系是:
在这里插入图片描述

可以看出,main线程在执行main方法的过程中,创建并启动了t线程,并且t线程启动后,和main线程就没有关系了,这时候main线程和t线程都是自己独立的运行,并且他们俩个是要争夺CUP的时间片(使用权)的

以上代码在内存中的情况:

在这里插入图片描述

注意1,之前所提到的栈区,又被称为方法调用栈,是线程专门执行方法中代码的地方,并且每一个线程,都有自己独立的栈空间,和别的线程相互不影响

注意2,最先启动的线程是主线程(main线程),因为它要执行程序的入口main方法,在主线程中,创建并且启动了t线程,启动之后main线程和t线程将各自独立运行,并且争夺CPU的时间片

注意3,线程启动之后(调用start方法),会开始争夺CPU的时间片,然后自动执行run方法,如果子类对象重写了,那么就调用到重写后的run方法

注意4,堆区是对所以线程共享的,每个线程中如果创建了对象,那么对象就会存放到堆区中

注意5,线程对象t被创建出来的时候,它还只是一个普通的对象,但是当调用了t.start()方法之后,线程对象t可以说才真正的“现出原形”:开辟了单独的栈空间,供线程t调用方法使用

思考,多线程比单线程的优势在哪里?我们一般会把什么样的代码交给多先去执行处理?

6 Runnable接口

给一个线程对象指定要执行的任务,除了继承Thread类后重写run方法之外,还可以利于Runnable接口来完成线程任务的指定

java.lang.Runnable,该接口中只有一个抽象方法run

public interface Runnable {
   public abstract void run();
}

其实Thread类也是Runnable接口的实现类,其代码结构大致为:

public class Thread implements Runnable {
    /* What will be run. */
    private Runnable target;
    
    public Thread() {
        //...
    }
    
    public Thread(Runnable target) {
        this.target = target;
        //..
    }
    
    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }
}

可以看出,子类重写Thread中的run方法,这个run方法其实也来自于Runnable接口

通过以上的代码结构,可以知道,我们还可以直接创建Thread对象,在调用构造器的时候,传一个Runnable接口的实现类对象进来,然后调用线程的对象run方法,那么默认就会调用到Runnable接口实现类重写的run方法!

例如,使用Runnable接口的匿名内部类,来指定线程的执行任务(重写接口中的run方法)

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
		
        //Runnable接口的实现类中,重写了run方法,指定线程的执行任务
        Runnable run = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println("hello world");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
		
        //创建线程对象,指定执行任务
        Thread t = new Thread(run);

        t.start();

    }

}

可以看出,这种方式也可以完成之前相同的功能

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:

  1. 可以把相同的一个执行任务(Runnable接口的实现),交给不同的线程对象去执行
  2. 可以避免java中的单继承的局限性。
  3. 线程和执行代码各自独立,实现代码解耦

7 线程的名字

通过Thread类中的currentThread方法,可以获取当前线程的对象,然后调用线程对象的getName方法,可以获取当前线程的名字。String name = Thread.currentThread().getName();

注意,这里说的当前线程,指定是执行当前方法的线程,因为获取线程名字的代码肯定是写在某个方法中的,并且这个方法一定是由某个线程调用执行的,它们的关系如下:

例如,

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println("执行当前main方法的线程是:"+name);


        Runnable run = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("执行当前run方法的线程是:"+name);
            }
        };

        Thread t = new Thread(run);

        t.start();

    }

}
//运行结果为:
执行当前main方法的线程是:main
执行当前run方法的线程是:Thread-0

注意,一定要记得,start方法启动线程后,线程会自动执行run方法

千万不要直接调用run方法,这样就不是启动线程执行任务,而是普通的方法调用,和调用sayHello没区别

默认情况下,主线程中,创建出的线程,它们的都会有一个默认的名字:

public Thread() {
    init(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}

其中,"Thread-" + nextThreadNum() 就是在拼接出这个线程默认的名字,Thread-0 Thread-1 Thread-2等等

我们也可以创建线程对象的时候,给它设置一个指定的名字:

Thread t = new Thread("t线程");

//或者
Thread t = new Thread(new Runnable(){
    public void run(){
        //执行任务
    }
},"t线程");


//或者
Thread t = new Thread();
t.setName("t线程");

8 线程的分类

java中,线程可以分为:

  • 前台线程,又叫做执行线程、用户线程
  • 后台线程,又叫做守护线程、精灵线程

前台线程:

这种线程专门用来执行用户编写的代码,地位比较高,JVM是否会停止运行,就是要看当前是否还有前台线程没有执行完,如果还剩下任意一个前台线程没有“死亡”,那么JVM就不能停止!

例如,执行程序入口的主线程(main),就是一个前台线程,在单线程程序中,main方法执行完,就代表main线程执行完了,这时候JVM就停止了

例如,我们在主线程创建并启动的新线程,默认情况下就是一个前台线程,用来执行用户编写的代码任务。

后台线程:

这种线程是用来给前台线程服务的,给前台线程提供一个良好的运行环境,地位比较低,JVM是否停止运行,根本不关心后台线程的运行情况和状态。

例如,垃圾回收器,其实就一个后台线程,它一直在背后默默的执行着负责垃圾回收的代码,为我们前台线程在执行用户代码的时候,提供一个良好的内存环境。

思考,前台线程和后台线程的关系,在生活中是否也存在类似的例子呢?

在主线程中,创建出来的线程对象,默认就是前台线程,在它启动之前,我们还可以给它设置为后台线程:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {


        Thread t = new Thread("t线程"){
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println(name+": hello "+i);
                }
            }
        };
		
        //在启动线程之前,可以将其设置为后台线程,否则默认是前台线程
        t.setDaemon(true);

        t.start();


    }

}

注意,t.setDaemon(true);这句代码,注释掉和不注释,观察代码的运行结果,看是否一样?

9 线程优先级

线程类Thread中,有一个属性,表示线程的优先级,代码结果大致为:

public class Thread implements Runnable {
    private int	priority;
    
    /**
     * The minimum priority that a thread can have.
     */
    public final static int MIN_PRIORITY = 1;

   /**
     * The default priority that is assigned to a thread.
     */
    public final static int NORM_PRIORITY = 5;

    /**
     * The maximum priority that a thread can have.
     */
    public final static int MAX_PRIORITY = 10;
    
    public final int getPriority() {
        return priority;
    }
    
    public final void setPriority(int newPriority) {
        ThreadGroup g;
        checkAccess();
        if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) {
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        if((g = getThreadGroup()) != null) {
            if (newPriority > g.getMaxPriority()) {
                newPriority = g.getMaxPriority();
            }
            setPriority0(priority = newPriority);
        }
    }
    
    private native void setPriority0(int newPriority);
    
}

可以看出,最终设置线程优先级的方法,是一个native方法,并不是java语言实现的

线程的优先级使用int类型数字表示,最大是10,最小是1,默认的优先级是5。

当俩个线程争夺CPU时间片的时候:

  • 优先级相同,获得CPU使用权的概率相同
  • 优先级不同,那么高优先级的线程有更高的概率获取到CPU的使用权

例如,t1和t2线程各自运行10000次循环,看哪个线程先运行完

public class Test {

    public static void main(String[] args) {


        Thread t1 = new Thread("t1线程"){
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {

                }
                System.out.println(name+"线程执行完毕");
            }
        };

        Thread t2 = new Thread("t2线程"){
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {

                }
                System.out.println(name+"线程执行完毕");
            }
        };

//        t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
//        t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

        System.out.println("t1线程的优先级:"+t1.getPriority());
        System.out.println("t2线程的优先级:"+t2.getPriority());


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


    }

}

注意1,默认情况下,俩个线程的优先级都是5,那个俩个线程争夺到CPU的使用权的概率一样,那么基本上俩个线程都有相同的概率先执行完10000次循环

注意2,其实t1先稍微占了那么一点点的优势,因为毕竟在主线程的代码中,先启动了t1先,然后又启动了t2线程

注意3,设置t1和t2优先级的之后,在运行查看结果,会明显看到优先级高的线程,有更高的概率先执行完代码

10 线程组

Java中使用java.lang.ThreadGroup类来表示线程组,它可以对一批线程进行管理,对线程组进行操作,同时也会对线程组里面的这一批线程操作。

java.lang.ThreadGroup

public class ThreadGroup{
    public ThreadGroup(String name){
    	//..
    }
	public ThreadGroup(ThreadGroup parent, String name){
        //..
    }
}

创建线程组的时候,需要指定该线程组的名字。

也可以指定其父线程组,如果没有指定,那么这个新创建的线程组的父线程组就是当前线程组。

例如,

public class Test {

    public static void main(String[] args) {


        //获取当前线程对象
        Thread currentThread = Thread.currentThread();

        //获取当前线程所属的线程组
        ThreadGroup currentThreadGroup = currentThread.getThreadGroup();

        System.out.println(currentThreadGroup);

    }

}
//运行结果:
java.lang.ThreadGroup[name=main,maxpri=10]

可以看出,当前线程组的名字为main,并且线程组中的线程最大优先级可以设置为10

例如,用户在主线程中创建的线程,属于默认线程组(名字叫"main"的线程组)

public class Test {

    public static void main(String[] args) {


        Thread t = new Thread();

        ThreadGroup threadGroup = t.getThreadGroup();

        System.out.println(threadGroup);


    }

}
//运行结果:
java.lang.ThreadGroup[name=main,maxpri=10]

可以看出,主线程中,创建一个线程对象,它的线程组默认就是当前线程的线程组

例如,

public class Test {

    public static void main(String[] args) {


        ThreadGroup group = new ThreadGroup("我的线程组");
		
        //指定线程所属的线程组
        Thread t = new Thread(group,"t线程");

        ThreadGroup threadGroup = t.getThreadGroup();

        System.out.println(threadGroup);


    }

}

//运行结果:
java.lang.ThreadGroup[name=我的线程组,maxpri=10]

例如,

public class Test {

    public static void main(String[] args) {


        ThreadGroup group = new ThreadGroup("我的线程组");

        Runnable run = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    //让线程休眠一会,否则运行太快,死亡太快了
                    Thread.sleep(10000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };

        Thread t1 = new Thread(group,run,"t1线程");
        Thread t2 = new Thread(group,run,"t2线程");
        Thread t3 = new Thread(group,run,"t3线程");

        //注意,启动后,三个线程都会进行休眠,等run方法运行完就“死亡”了
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

        //返回当前线程组中还没有“死亡”的线程个数
        System.out.println("线程组中还在存活的线程个数为:"+group.activeCount());

        //准备好数组,保存线程组中还存活的线程
        Thread[] arr = new Thread[group.activeCount()];

        //将存活的线程集中存放到指定数组中,并返回本次存放到数组的存活线程个数
        System.out.println("arr数组中存放的线程个数为:"+group.enumerate(arr));

        //输出数组中的内容
        System.out.println("arr数组中的内容为:"+Arrays.toString(arr));


    }

}
//运行结果:
线程组中还在存活的线程个数为:3
arr数组中存放的线程个数为:3
arr数组中的内容为:[Thread[t1线程,5,我的线程组], Thread[t2线程,5,我的线程组], Thread[t3线程,5,我的线程组]]
    

注意,只有在创建线程对象的时候,才能指定其所在的线程组,线程运行中途不能改变它所属的线程组

11 线程状态

java.lang.Thread.State枚举类型中(内部类形式),定义了线程的几种状态,其代码结果为:

public class Thread{
    /* Java thread status for tools,
     * initialized to indicate thread 'not yet started'
     */
    private volatile int threadStatus = 0;
    
    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;
    }
    
    //返回这个线程当前所处的状态
    public State getState() {
        // get current thread state
        return sun.misc.VM.toThreadState(threadStatus);
    }
    
}

状态描述和解释如下:

线程状态名称描述
NEW新建线程刚被创建,还没调用start方法,或者刚刚调用了start方法,调用start方法不一定"立即"改变线程状态,中间可能需要一些步骤才完成一个线程的启动。
RUNNABLE可行行start方法调用结束,线程由NEW变成RUNNABLE,线程存活着,并尝试抢占CPU资源,或者已经抢占到CPU资源正在运行,这俩种情况的状态都显示为RUNNABLE
BLOCKED锁阻塞线程A和线程B都要执行方法test,而且方法test被加了锁,线程A先拿到了锁去执行test方法,线程B这时候需要等待线程A把锁释放。这时候线程B就是处理BLOCKED
WAITING无限期等待一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。
TIMED_WAITING有限期等待和WAITING状态类似,但是有一个时间期限,时间到了,自己也会主动醒来
TERMINATED终止(死亡)run方法执行结束的线程处于这种状态。

注意,其实 BLOCKED,WAITING,TIMED_WAITING 这三种都属于线程阻塞,只是触发的条件不同,以及从阻塞状态中恢复过来的条件也不同而已。

线程在这三种情况的阻塞下,都具备相同的特点:

  • 线程不执行代码
  • 线程也不参与CPU时间片的争夺

线程状态变化的情况如下:

在这里插入图片描述

一个线程从创建到启动、到运行、到死亡,以及期间可能出现的情况都在上图中进行了描述。

在后面的学习中,会陆续认识到这里面的每一种情况!

一个线程,经历的最普通的过程如下:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {


        Thread t1 = new Thread("t1线程"){
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {

                }
            }
        };

        System.out.println(t1.getState());
		
        //启动t1线程
        t1.start();

        System.out.println(t1.getState());
        System.out.println(t1.getState());
        System.out.println(t1.getState());
        System.out.println(t1.getState());
        System.out.println(t1.getState());
        System.out.println(t1.getState());
        System.out.println(t1.getState());
        System.out.println(t1.getState());


    }

}
//运行结果: 注意需要多运行几次,因为可能每次运行的情况不一样
NEW
RUNNABLE
RUNNABLE
RUNNABLE
RUNNABLE
RUNNABLE
RUNNABLE
TERMINATED
TERMINATED

注意1,刚创建好的线程对象,就是出于NEW的状态

注意2,线程启动后,会出于RUNNABLE状态

注意3,其实这个RUNNABLE状态包含俩种情况:

  • 就绪状态,此时这个线程没有运行,因为没有抢到CPU的执行权
  • 运行状态,此时这个线程正在运行中,因为抢到CPU的执行权

注意4,JavaAPI中并没有定义就绪状态和运行状态,而是把这俩情况统一叫做RUNNABLE(可运行状态),但是一般我们为了能更加清楚的描述问题,会用上就绪状态和运行状态

注意5,在线程多次抢到CPU执行权,“断断续续”把run方法执行完之后,就变成了TERMINATED状态(死亡),之所以是“断断续续”的运行,是因为每次抢到CPU执行权的时候,只是运行很小的一个时间片,完了之后还要重新抢夺下一个时间片,并且中间还有可能抢不到的情况

注意6,死亡后的线程,不能重新启动

和上面描述对应的状态图如下:

在这里插入图片描述

从就绪状态到运行状态,之间会经过多次反复的CPU执行权的争夺(线程调度)

这就是一个线程经历的最基本的状态变化。

其他的状态都是线程在Running的时候,线程中调用了某些方法,或者触发了某些条件,导致这个线程进入到了阻塞状态(上面介绍的三种阻塞情况)

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