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面試官?zèng)]想到，一個(gè)Java線程生命周期，我可以扯半小時(shí)

 本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「 Java極客技術(shù)」，作者鴨血粉絲 。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系Java極客技術(shù)公眾號(hào)。

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面試官：你不是精通 Java 并發(fā)嗎?從基礎(chǔ)的 Java 線程生命周期開始講講吧。

好的，面試官。吧啦啦啦...

如果要說 Java 線程的生命周期的話，那我覺得就要先說說操作系統(tǒng)的線程生命周期

因?yàn)?JVM 是跑在操作系統(tǒng)上面的嘛，所以是繞不過去的，而且可以說， Java 語言中的線程本質(zhì)上就是操作系統(tǒng)的線程

聰明的你肯定也發(fā)現(xiàn)了，不管是操作系統(tǒng)，還是 Java 或者 C# 都有線程的概念。在它們之間，關(guān)于線程的生命周期這一部分，肯定是有相同之處的，否則的話，操作系統(tǒng)自己一套生命周期流程， Java 又有自己的一套， C# 又有自己的一套，而且相互之間還要能夠互相配合，這種成本想想就大的不行對(duì)吧

所以咱們就來看看，通用的線程生命周期都有啥

先直接上張圖(阿粉這次的圖，可還行?)：

可以看到，主要有 new ， ready ， running ， waiting ， terminated 5 種狀態(tài)

其中：

  • new 只是說，這個(gè)線程被創(chuàng)建了，但是還不允許分配 CPU 執(zhí)行。因?yàn)檫@個(gè)狀態(tài)只是說明你在編程語言層面被創(chuàng)建了，操作系統(tǒng)層面還沒有被創(chuàng)建，肯定就談不上分配 CPU 執(zhí)行了
  • ready 這個(gè)狀態(tài)是說，在操作系統(tǒng)層面已經(jīng)成功創(chuàng)建了，所以接下來就是等待分配 CPU 執(zhí)行了。還記得那句經(jīng)典的嘛?ready ?go !
  • running 的狀態(tài)，相信你就知道了，我都已經(jīng) ready 了，此時(shí)如果再給我分配一下 CPU 我是不是就可以 go 了?那不就是 running 狀態(tài)了嘛
  • waiting 狀態(tài)，就是線程在 running 狀態(tài)的時(shí)候，突然發(fā)現(xiàn)，哎，我需要進(jìn)行一下 I/O 操作，或者需要等待某個(gè)事件發(fā)生(比如說需要某個(gè)條件變量)，這個(gè)時(shí)候是不是就不能再繼續(xù) happy 的 running 了。那咋辦?waiting 一下唄
    • 那你都 waiting 了，占用的 CPU 資源是不是應(yīng)該釋放掉?所以說， waiting 狀態(tài)的線程是永遠(yuǎn)沒有機(jī)會(huì)獲得 CPU 使用權(quán)的
    • 你是不是一聽「永遠(yuǎn)沒有機(jī)會(huì)」這幾個(gè)字就給嚇壞了，我該不會(huì)永遠(yuǎn)沒有機(jī)會(huì)執(zhí)行了吧。放心吧，你不是在 waiting 嘛，等你 wait 的事件發(fā)生了，就可以繼續(xù)到 running 狀態(tài)
  • 當(dāng)整個(gè)線程執(zhí)行完畢，或者出現(xiàn)異常的時(shí)候，就進(jìn)入了 terminated 狀態(tài)，也就是線程的使命就完成啦，處于 terminated 狀態(tài)的線程不會(huì)再切換到其他狀態(tài)了

通用的線程生命周期以及它們之間是如何切換的，到這里，應(yīng)該就比較清楚了

接下來咱們看看 Java 線程的生命周期，在這個(gè)基礎(chǔ)上是怎么做的優(yōu)化，有什么區(qū)別

Java 線程的生命周期

咱們先來瞅瞅源碼定義的狀態(tài)(為了突出重點(diǎn)，我把注釋都去掉了)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public enum State { 
    2.   
  
  
  
  2.  NEW, 
    3.   
  
  
  
  3.  RUNNABLE, 
    4.   
  
  
  
  4.  BLOCKED, 
    5.   
  
  
  
  5.  WAITING, 
    6.   
  
  
  
  6.  TIMED_WAITING, 
    7.   
  
  
  
  7.  TERMINATED; 
    8.   
  
  
  
  8. } 
    9.

能夠清楚的看到，在源碼中定義了 6 種線程狀態(tài)，剛才的通用狀態(tài)有幾種來著?5 種對(duì)吧，現(xiàn)在是 6 種。

這 6 種是干啥的?剛才的 5 種狀態(tài)以及它們之間的切換我搞清楚了，這 6 種狀態(tài)它們之間又是怎么切換的呢?

別急，阿粉這么貼心，肯定也是畫好了一張圖的：

這 6 個(gè)狀態(tài)咱們也是分別來看：

  • NEW 到 RUNNABLE ，應(yīng)該是挺容易理解的，就是 thread 調(diào)用了 start 方法
    • Java 剛創(chuàng)建出來的 Thread 對(duì)象就是 NEW 狀態(tài)，創(chuàng)建 Thread 對(duì)象主要有兩種方法，一種是繼承 Thread 對(duì)象，重寫 run() 方法，一種是實(shí)現(xiàn) Runnable 接口，重寫 run() 方法，并將該實(shí)現(xiàn)類作為創(chuàng)建 Thread 對(duì)象的參數(shù)
    • 但是還記得嘛， NEW 只是說，這個(gè)線程在編程語言層面創(chuàng)建了，在操作系統(tǒng)層面還沒有創(chuàng)建，那當(dāng)然就不會(huì)被操作系統(tǒng)調(diào)度了對(duì)不對(duì)，就更談不上執(zhí)行了
    • 所以 Java 線程如果想要執(zhí)行的話，就必須轉(zhuǎn)換到 RUNNABLE 狀態(tài)，也就是 thread 調(diào)用 start 方法
  • RUNNABLE 與 BLOCKED ，如果線程等待 synchronized 的隱式鎖時(shí)，就會(huì)從 RUNNABLE 狀態(tài)轉(zhuǎn)到 BLOCKED 狀態(tài)。因?yàn)?synchronized 修飾的方法/代碼塊同一時(shí)刻只允許一個(gè)線程執(zhí)行，所以其他線程就只能等待了唄，當(dāng)?shù)却木€程獲得 synchronized 隱式鎖時(shí)，就會(huì)從 BLOCKED 狀態(tài)轉(zhuǎn)到 RUNNABLE 狀態(tài)
    • 在這里有沒有個(gè)疑問?就是線程在 wait 一個(gè)條件發(fā)生時(shí)，在操作系統(tǒng)層面線程會(huì)轉(zhuǎn)到 waiting 狀態(tài)，那么在 JVM 層面呢?在 JVM 層面， Java 線程狀態(tài)是不會(huì)發(fā)生變化的。也就是這個(gè)時(shí)候 Java 線程的狀態(tài)依然是 RUNNABLE 狀態(tài)
  • RUNNABLE 與 WAITING 狀態(tài)轉(zhuǎn)換，我感覺圖已經(jīng)說得很好了，在這里不再贅述
  • RUNNABLE 與 TIMED_WAITING 狀態(tài)轉(zhuǎn)換，我感覺圖已經(jīng)說得很好了，在這里也不再贅述，仔細(xì)觀察下會(huì)發(fā)現(xiàn)， TIMED_WAITING 與 WAITING 相比，就是多了超時(shí)參數(shù)，畢竟 TIMED_WAITING 是有時(shí)限等待嘛
  • RUNNABLE 到 TERMINATED ，這個(gè)過程比較好理解，線程執(zhí)行完 run() 方法之后，就自動(dòng)到 TERMINATED 狀態(tài)了，當(dāng)然了如果在執(zhí)行 run() 方法過程中有異常拋出，也會(huì)導(dǎo)致線程終止
    • 有時(shí)候我們可能需要強(qiáng)制中斷 run() 方法的執(zhí)行，怎么辦呢?是使用 stop() 方法還是 interrupt() 方法呢?正確的姿勢(shì)是調(diào)用 interrupt() 方法
    • stop() 方法會(huì)真的殺死線程，不給線程一點(diǎn)兒喘息的機(jī)會(huì)，如果被殺死的線程持有 synchronized 隱式鎖，那就再也不會(huì)釋放掉這個(gè)鎖了，接下來的線程也就沒辦法獲得 synchronized 隱式鎖，是不是特別危險(xiǎn)?同樣 suspend() 和 resume() 這兩個(gè)方法也是不建議使用
    • interrupt() 方法相比于 stop() 方法就溫柔很多，它只是通知線程后續(xù)的操作可以不用去執(zhí)行了，線程可以選擇執(zhí)行現(xiàn)在就不執(zhí)行，當(dāng)然也可以選擇再執(zhí)行一段時(shí)間后再停止，或者我就不聽你的，非要執(zhí)行完，都沒關(guān)系， interrupt() 只是通知一下你而已。就比如你要做火車去一個(gè)地方，突然通知你這個(gè)火車晚點(diǎn)了，你可以選擇無視這個(gè)通知繼續(xù)等待，或者選擇另外一趟高鐵，但是不管你做什么，和火車站都沒啥關(guān)系，它通知的責(zé)任盡到了

看到這里應(yīng)該就比較清楚了吧

在 Java 線程生命周期中， RUNNABLE 狀態(tài)是將 ready 和 running 兩種狀態(tài)合并在了一起，而 BLOCKED ， WAITING ， TIMED_WAITING 這三種狀態(tài)其實(shí)就是 waiting 狀態(tài)，也就是線程要等待某些事件發(fā)生，才能繼續(xù)向下執(zhí)行下去

關(guān)于 Java 線程的生命周期，到這里就說完啦

畫個(gè)圖 + 講解，和面試官扯半小時(shí)應(yīng)該沒問題吧?

 


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