面試突擊：說(shuō)一下線(xiàn)程生命周期，以及轉(zhuǎn)換過(guò)程？

作者：磊哥 2022-02-17 08:02:08

開(kāi)發(fā) 后端

線(xiàn)程的生命周期指的是線(xiàn)程從創(chuàng)建到銷(xiāo)毀的整個(gè)過(guò)程，Java 線(xiàn)程的生命周期和上面說(shuō)的生命周期是不同的，它有 6 種狀態(tài)。

作者 | 磊哥

來(lái)源 | Java面試真題解析(ID：aimianshi666)

轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)(微信ID：GG_Stone)

線(xiàn)程的生命周期指的是線(xiàn)程從創(chuàng)建到銷(xiāo)毀的整個(gè)過(guò)程，通常情況下線(xiàn)程的生命周期有以下 5 種：

初始狀態(tài)
可運(yùn)行狀態(tài)
運(yùn)行狀態(tài)
休眠狀態(tài)
終止?fàn)顟B(tài)

它們的狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下圖所示：

Java 線(xiàn)程生命周期

Java 線(xiàn)程的生命周期和上面說(shuō)的生命周期是不同的，它有以下 6 種狀態(tài)：

NEW(初始化狀態(tài))
RUNNABLE(可運(yùn)行/運(yùn)行狀態(tài))
BLOCKED(阻塞狀態(tài))
WAITING(無(wú)時(shí)限等待狀態(tài))
TIMED_WAITING(有時(shí)限等待狀態(tài))
TERMINATED(終止?fàn)顟B(tài))

我們可以在 Thread 的源碼中可以找到這 6 種狀態(tài)，如下所示：

當(dāng)然你也可以使用 Java 代碼，來(lái)打印所有的線(xiàn)程狀態(tài)，如下代碼所示：

for (Thread.State value : Thread.State.values()) {
    System.out.println(value);
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

生命周期轉(zhuǎn)換

接下來(lái)我們聊聊 Java 線(xiàn)程生命周期的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

1.從 NEW 到 RUNNABLE

我們創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程的時(shí)候，也就是 new Thread 的時(shí)候，此時(shí)線(xiàn)程是 NEW 狀態(tài)，如下代碼所示：

// 創(chuàng)建線(xiàn)程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // ...
    }
});
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
System.out.println(state);

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

然而調(diào)用了線(xiàn)程的 start 方法之后，線(xiàn)程的狀態(tài)就從 NEW 變成了 RUNNABLE，如下代碼所示：

// 創(chuàng)建線(xiàn)程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 獲取到當(dāng)前執(zhí)行的線(xiàn)程
        Thread currThread = Thread.currentThread();
        // 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
        Thread.State state = currThread.getState();
        // 打印線(xiàn)程狀態(tài)
        System.out.println(state);
    }
});
thread.start();

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

2.從 RUNNABLE 到 BLOCKED

當(dāng)線(xiàn)程中的代碼排隊(duì)執(zhí)行 synchronized 時(shí)，線(xiàn)程就會(huì)從 RUNNABLE 狀態(tài)變?yōu)?BLOCKED 阻塞狀態(tài)，如下代碼所示：

// 創(chuàng)建線(xiàn)程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 等待 100 毫秒
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("排隊(duì)使用鎖");
        synchronized (ThreadStates.class) {
        }
    }
});
thread.start();
// 讓主線(xiàn)程先得到鎖
synchronized (ThreadStates.class) {
    // 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
    Thread.State state = thread.getState();
    // 打印線(xiàn)程狀態(tài)
    System.out.println("首次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
    // 休眠 1s
    try {
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 再次獲取線(xiàn)程狀態(tài)
    state = thread.getState();
    // 打印線(xiàn)程狀態(tài)
    System.out.println("第二次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

當(dāng)線(xiàn)程獲取到 synchronized 鎖之后，就會(huì)從 BLOCKED 狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?RUNNABLE 狀態(tài)。

3.從 RUNNABLE 到 WAITTING

線(xiàn)程調(diào)用 wait() 方法之后，就會(huì)從 RUNNABLE 狀態(tài)變?yōu)?WAITING 無(wú)時(shí)限等待狀態(tài)，如下所示：

// 創(chuàng)建線(xiàn)程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            try {
                // 線(xiàn)程休眠
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
});
// 啟動(dòng)線(xiàn)程
thread.start();
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
    Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

當(dāng)調(diào)用了 notify/notifyAll 方法之后，線(xiàn)程會(huì)從 WAITING 狀態(tài)變成 RUNNABLE 狀態(tài)，如下代碼所示：

Object lock = new Object();
// 創(chuàng)建線(xiàn)程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        synchronized (lock) {
            try {
                // 線(xiàn)程休眠
                lock.wait();
                // 獲取當(dāng)前線(xiàn)程狀態(tài)
                Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
                // 打印線(xiàn)程狀態(tài)
                System.out.println("獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
});
// 啟動(dòng)線(xiàn)程
thread.start();
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
    Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);

// 喚醒 thread 線(xiàn)程
synchronized (lock) {
    lock.notify();
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

4.從 RUNNABLE到TIMED_WATTING

當(dāng)調(diào)用帶超時(shí)時(shí)間的等待方法時(shí)，如 sleep(xxx)，線(xiàn)程會(huì)從 RUNNABLE 狀態(tài)變成 TIMED_WAITING 有時(shí)限狀態(tài)，如下代碼所示：

// 創(chuàng)建線(xiàn)程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
});
// 啟動(dòng)線(xiàn)程
thread.start();
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
    Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

當(dāng)超過(guò)了超時(shí)時(shí)間之后，線(xiàn)程就會(huì)從 TIMED_WAITING 狀態(tài)變成 RUNNABLE 狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)代碼如下：


// 創(chuàng)建線(xiàn)程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
            // 獲取當(dāng)前線(xiàn)程狀態(tài)
            Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
            // 打印線(xiàn)程狀態(tài)
            System.out.println("獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
});
// 啟動(dòng)線(xiàn)程
thread.start();
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
    Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

5.RUNNABLE 到 TERMINATED

線(xiàn)程執(zhí)行完之后，就會(huì)從 RUNNABLE 狀態(tài)變成 TERMINATED 銷(xiāo)毀狀態(tài)，如下代碼所示：

// 創(chuàng)建線(xiàn)程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 獲取當(dāng)前線(xiàn)程狀態(tài)
        Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
        // 打印線(xiàn)程狀態(tài)
        System.out.println("獲取線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);
    }
});
// 啟動(dòng)線(xiàn)程
thread.start();
// 等待 100ms，待線(xiàn)程執(zhí)行完
Thread.sleep(100);
// 獲取線(xiàn)程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線(xiàn)程狀態(tài)
System.out.println("線(xiàn)程狀態(tài)：" + state);

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

總結(jié)

Java 中線(xiàn)程的生命周期有 6 種：NEW(初始化狀態(tài))、RUNNABLE(可運(yùn)行/運(yùn)行狀態(tài))、BLOCKED(阻塞狀態(tài))、WAITING(無(wú)時(shí)限等待狀態(tài))、TIMED_WAITING(有時(shí)限等待狀態(tài))、TERMINATED(終止?fàn)顟B(tài))。線(xiàn)程生命周期的轉(zhuǎn)換流程如下圖所示：