Java中的线程模型及线程生命周期

前言：

线程生命周期和生命周期函数是面试中的重灾区之一。但是聊到生命周期，在博客上能搜到有人说是5种，有人说是7种，甚至有6种的说法，导致理解这个原本不算复杂的问题变得模糊。本文和大家分享一下我自己的心得，希望能帮助大家清晰的理解线程生命周期，及为何有各种博客对线程生命周期有不同的说法

1.线程模型，线程生命周期

1) 理解线程

有一句定义我认为特别经典：进程是承担分配系统资源的基本实体，线程是独立调度的基本单位。

从java-web开发程序员的角度看，一个前端请求进来服务器；一个异步方法调用；一个MQ的监听接到消息，用完完成这些的，都是一个线程

2）线程生命周期模型

我们在各个博客看到的4，5，6，7种生命周期状态的，其实是不同角度去定义线程生命周期。作为java开发，我认为，我们只需要两个角度来理解线程生命周期

1>操作系统角度，线程的生命周期模型

线程被新建，新建后进入就绪队列变成就绪态，然后等到CPU分配资源，即抢占到了CPU时间片后可开始执行，变成运行态，运行态中，可能由于各种因素，如IO之类导致运行的线程变成阻塞态，阻塞态的线程通过被唤醒，再次成为就绪态。当全部代码执行完毕，线程死亡。

2>Java角度线程的生命周期模型

java种，为了更好的控制线程和锁，将线程状态细分为了6种，在Thread.Statu种有定义，大家可以点进Thread看一下

其状态流转及函数调用如下图：

注意，Thread定义的状态中，对于运行态和就绪态，统一放在了RUNABLE种，所以java的RUNABLE实际上对应了操作系统的两种状态，分别是：

就绪态，运行态。

运行态可以通过调用yeid()变成就绪态，就绪态无法手动变成运行态

3>操作系统的线程状态和JAVA的线程状态对应关系

2.生命周期相关函数 wait(),notify(),notifyAll(),join(),sleep(),stop(),interrupt()

·Object.yeid()：

        暂时释放线程对CPU的占用，线程会由运行态从新回到就绪态再次等待分配到CPU资源

·Object.wait()，Object.notify()，Object.notifyAll():

        Object.wait()用于挂起线程，notify，notifyAll则用于唤醒。这三个函数都依赖于对象的监视器（Monitor）,对Monitor没有概念的同学可以看一下我的另外一篇分享

        关于锁需要知道的知识-理论篇-优快云博客 。

        大致说一下minitor，每个对象 作为锁资源( 即synchronized(对象) ) 时候都会绑定一个Monitor对象，Monitor对象中有一个waitSet集合,可以粗略理解为下图结构：

        而在线程中调用了Object.wait()线程就会被加入到这个Object对应的Monitor的waitSet中并变成阻塞态。这也就是为什么，obj.waitI()必须在synchronized(obj) 中调用。因为obj在被synchronized锁定后，才会绑定Monitor对象，而obj.waitI()，要将当前线程放入Monitor对象的waitSet集合

·Object.notify()，Object.notifyAll()

        notify()是从waiSet中随机的取一个唤醒，而notifyAll()则是唤醒全部

·Thread.join()

先上一张代码图

图左侧代码中，主线程调用子线程对象join方法（注意，对象的！对象的！），这时，主线程会进入阻塞，等待子线程执行结束后继续执行。

        了解join()用法后，分析一下join()原理,图的右侧是java中对Thread的实现，可以看到join()的底层还是调用了Object.wait(），我们之前讲wait()时候说了，wait()一定是基于某个锁资源对象的，所以，thread.join(）方法是一个synchronize的方法。即thread本身就是一个锁资源，主线程调用 thread.join时候，相当于是进行了如下的代码：

主线程这时进入了thread对象对应的Monitro对象的waiSet中变成了阻塞状态。

了解以上之后，再思考一个问题，wait()/notify()成对出现才能阻塞/唤醒线程，thread.join底层既然是wait()，那么wait()后并没有进行notify()，主线程是如何醒过来的？

这里涉及到一个JVM对线程处理的知识点： 当线程执行线程thread执行完毕之后，JVM会调用lock.notify_all(thread);唤醒持有threadA这个对象锁的线程

所以，在子线程执行完成之后，主线程重新被唤醒继续执行。

·Thread.sleep(x)

了解sleep之前需要了解一个操作系统概念，叫做调度器，顾名思义，调度器是用来调度操作系统资源的，其功能就包括分配cpu资源给线程，让线程执行及挂起

而sleep的底层，其实就是向调度器发送了信号，由调度器来让出当前线程的cpu资源，并在指定时间后重新分配。

·Thread.stop() Thread.interrupt(), Thread.isinterrupt()

Thread.interrupt() 不需要记的很复杂，只需要记住两件事

1. 它不真的中断线程执行，只是给线程打一个标记，这个标记可以用isinterrupt()来判断.

2.如果是一个阻塞的线程调用它，会直接抛出InterruptedException

Thread.stop() 会真的停止线程，注意，停止线程时候，如果线程的代码块进行了 try catch finally ，finally的代码会执行

再说一下所谓的优雅停止线程，目前官方推荐是使用 interrupt()，isinterrupt() 完成，伪代码如下：

while(true) {

.......

if（isinterrupt()） {

释放资源，处理线程后事

}

}

但是，实际工作中，我们需要进行中断的线程并不一定是能用一个循环体来控制的，可能是一长串代码，在执行很耗时的IO操作或者运算操作，这种情况下我们需要根据产品需求，比如界面有个对任务的终止操作之类的，立刻中断线程执行，并释放线程所占有的资源。这种情况下其实我们还是选择用 stop，然后再 finally代码块中完成资源的释放。