线程的生命周期

Java 线程的生命周期主要包括五个阶段:新建、就绪、运行、阻塞和死亡(销毁)。

1.新建状态:创建一个新线程对象。

使用new关键字和Thread类或其子类创建一个线程对象后,该线程对象就处于新建状态,直到程序调用此线程对象.start()。

2.就绪状态:线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,等待获取CPU的使用权。

3.运行状态:就绪状态的线程获取到CPU,执行run()方法

4.阻塞状态:线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。可能被阻塞的情况有:等待I/O操作、等待获取同步锁、主动调用sleep()、join()或等待某个通知。

5.死亡状态:线程执行完毕或者因异常退出run()方法,死亡状态的线程不可再次启动。

线程生命周期示例代码

public class ThreadLifecycleExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("线程启动");
                try {
                    // 模拟阻塞状态
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 模拟等待状态
                synchronized (this) {
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("线程结束");
            }
        });
 
        System.out.println("线程创建");
        thread.start();
        System.out.println("线程就绪");
 
        // 等待线程结束
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("线程最终状态:死亡");
    }
}

线程的状态转换

线程状态的转换是由Java虚拟机中的线程调度器控制的。线程状态的转换条件如下:

新建状态 -> 就绪状态:调用start()方法

就绪状态 -> 运行状态:获取CPU时间片

运行状态 -> 就绪状态:调用yield()方法或者被其他高优先级线程抢占CPU时间片

运行状态 -> 阻塞状态:调用sleep()方法、wait()方法或者I/O操作等阻塞方法

阻塞状态 -> 就绪状态:等待资源释放或者等待时间到期

运行状态、阻塞状态 -> 终止状态:run()方法执行完毕或者调用stop()方法

线程状态转换示例:

public class ThreadLifecycleDemo {
  public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread(() -> {
      System.out.println("Thread is running...");
      try {
        Thread.sleep(5000);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      System.out.println("Thread is terminating...");
    });

    System.out.println("Thread is in NEW state.");
    thread.start();
    System.out.println("Thread is in RUNNABLE state.");

    try {
      Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }

    System.out.println("Thread is in BLOCKED state.");

    try {
      Thread.sleep(5000);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }

    System.out.println("Thread is in TERMINATED state.");
  }
}

在这个示例中,我们创建了一个新的线程并启动它。在线程启动之后,它将进入运行状态并输出一条消息。然后,我们让主线程休眠1秒钟,以模拟线程被阻塞的情况。在休眠期间,线程将进入阻塞状态。最后,线程将在5秒钟后完成其任务并进入终止状态。

运行上述代码,我们将会看到以下输出:

Thread is in NEW state.

Thread is in RUNNABLE state.

Thread is running...

Thread is in BLOCKED state.

Thread is terminating...

Thread is in TERMINATED state.

 

Java线程生命周期包含多个状态,这些状态之间的转换是多线程编程中的核心概念之一。根据Java语言规范,线程在其整个生命周期中可能经历六种不同的状态,这些状态定义在`java.lang.Thread.State`枚举中。 ### 线程的六种状态 - **NEW**:线程被创建但尚未启动的状态。此时线程对象已经存在,但是还没有调用`start()`方法。 - **RUNNABLE**:线程正在Java虚拟机中执行,但它可能正在等待操作系统层面的其他资源,比如处理器时间。这个状态包含了操作系统层面的“就绪”和“运行”两种状态。 - **BLOCKED**:线程试图进入一个同步代码块或方法时,如果该代码块或方法已经被另一个线程占用,则当前线程会进入阻塞状态[^4]。 - **WAITING**:线程无限期地等待另一个线程执行特定的操作,例如等待通知或中断。这种状态可以通过调用`Object.wait()`(无超时参数)、`Thread.join()`(无超时参数)或者`LockSupport.park()`来进入[^4]。 - **TIMED_WAITING**:线程在指定的时间内等待另一个线程执行特定的操作。这可以通过调用带有超时参数的`Thread.sleep(long millis)`、`Object.wait(long timeout)`、`Thread.join(long millis)`或`LockSupport.parkNanos`等方法实现[^4]。 - **TERMINATED**:线程已经完成执行,无论是正常退出还是异常终止。 ### 状态转换详解 线程的状态转换是由线程的行为触发的,包括但不限于调用`start()`、`run()`、`wait()`、`notify()`、`join()`、`sleep()`等方法。以下是一些常见的状态转换情况: - 当一个新的线程对象被创建后,它处于**NEW**状态。 - 调用线程的`start()`方法会使线程变为**RUNNABLE**状态。 - 如果线程调用了`wait()`方法且没有被唤醒,或者调用了`join()`方法等待另一个线程结束,则线程会进入**WAITING**状态。 - 如果线程调用了带有超时参数的`wait()`、`sleep()`或`join()`方法,则线程会进入**TIMED_WAITING**状态。 - 当线程尝试获取一个由其他线程持有的对象锁时,它会进入**BLOCKED**状态。 - 当线程完成了它的`run()`方法的执行,或者由于未捕获的异常而提前终止,线程进入**TERMINATED**状态。 下面是一个简单的代码示例,展示了一个线程如何从创建到运行再到终止的基本流程: ```java public class ThreadLifecycleExample { public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(() -> { // 线程运行时执行的代码 System.out.println("线程正在运行..."); }); // 线程处于 NEW 状态 System.out.println("线程状态 (NEW): " + thread.getState()); // 启动线程,使其变为 RUNNABLE 状态 thread.start(); try { // 主线程等待新启动的线程完成 thread.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 线程已经完成执行,处于 TERMINATED 状态 System.out.println("线程状态 (TERMINATED): " + thread.getState()); } } ``` 在这个例子中,我们创建了一个新的线程并启动它。主线程通过调用`join()`方法等待新线程完成其执行。一旦新线程的`run()`方法返回,该线程就进入了**TERMINATED**状态。 理解线程的状态及其转换对于开发高效的并发应用程序非常重要。正确管理线程生命周期可以帮助避免死锁、资源竞争等问题,并提高程序的整体性能。
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