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面试突击 23:说一下线程生命周期,以及转换过程?

作者:王磊
  • 2022 年 2 月 18 日
  • 本文字数:3529 字

    阅读完需:约 12 分钟

面试突击23:说一下线程生命周期,以及转换过程?

线程的生命周期指的是线程从创建到销毁的整个过程,通常情况下线程的生命周期有以下 5 种:


  • 初始状态

  • 可运行状态

  • 运行状态

  • 休眠状态

  • 终止状态


它们的状态转换如下图所示:


Java 线程生命周期

Java 线程的生命周期和上面说的生命周期是不同的,它有以下 6 种状态:


  1. NEW(初始化状态)

  2. RUNNABLE(可运行/运行状态)

  3. BLOCKED(阻塞状态)

  4. WAITING(无时限等待状态)

  5. TIMED_WAITING(有时限等待状态)

  6. TERMINATED(终止状态)


我们可以在 Thread 的源码中可以找到这 6 种状态,如下所示:



当然你也可以使用 Java 代码,来打印所有的线程状态,如下代码所示:


for (Thread.State value : Thread.State.values()) {    System.out.println(value);}
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以上程序的执行结果如下图所示:


生命周期转换

接下来我们聊聊 Java 线程生命周期的转换过程。

1.从 NEW 到 RUNNABLE

当我们创建一个线程的时候,也就是 new Thread 的时候,此时线程是 NEW 状态,如下代码所示:


// 创建线程Thread thread = new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        // ...    }});// 获取线程状态Thread.State state = thread.getState();System.out.println(state);
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以上程序的执行结果如下图所示:



然而调用了线程的 start 方法之后,线程的状态就从 NEW 变成了 RUNNABLE,如下代码所示:


// 创建线程Thread thread = new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        // 获取到当前执行的线程        Thread currThread = Thread.currentThread();        // 获取线程状态        Thread.State state = currThread.getState();        // 打印线程状态        System.out.println(state);    }});thread.start();
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以上程序的执行结果如下图所示:


2.从 RUNNABLE 到 BLOCKED

当线程中的代码排队执行 synchronized 时,线程就会从 RUNNABLE 状态变为 BLOCKED 阻塞状态,如下代码所示:


// 创建线程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("排队使用锁");        synchronized (ThreadStates.class) {        }    }});thread.start();// 让主线程先得到锁synchronized (ThreadStates.class) {    // 获取线程状态    Thread.State state = thread.getState();    // 打印线程状态    System.out.println("首次获取线程状态:" + state);    // 休眠 1s    try {        Thread.sleep(1000);    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    }    // 再次获取线程状态    state = thread.getState();    // 打印线程状态    System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);}
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以上程序的执行结果如下图所示:



当线程获取到 synchronized 锁之后,就会从 BLOCKED 状态转变为 RUNNABLE 状态。

3.从 RUNNABLE 到 WAITTING

线程调用 wait() 方法之后,就会从 RUNNABLE 状态变为 WAITING 无时限等待状态,如下所示:


// 创建线程Thread thread = new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        synchronized (this) {            try {                // 线程休眠                this.wait();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }});// 启动线程thread.start();// 获取线程状态Thread.State state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("首次获取线程状态:" + state);// 休眠 1stry {    Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();}// 获取线程状态state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
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以上程序的执行结果如下图所示:



当调用了 notify/notifyAll 方法之后,线程会从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态,如下代码所示:


Object lock = new Object();// 创建线程Thread thread = new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        synchronized (lock) {            try {                // 线程休眠                lock.wait();                // 获取当前线程状态                Thread.State state = Thread.currentThread().getState();                // 打印线程状态                System.out.println("获取线程状态:" + state);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }});// 启动线程thread.start();// 获取线程状态Thread.State state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("首次获取线程状态:" + state);// 休眠 1stry {    Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();}// 获取线程状态state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
// 唤醒 thread 线程synchronized (lock) { lock.notify();}
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以上程序的执行结果如下图所示:


4.从 RUNNABLE 到 TIMED_WATTING

当调用带超时时间的等待方法时,如 sleep(xxx),线程会从 RUNNABLE 状态变成 TIMED_WAITING 有时限状态,如下代码所示:


// 创建线程Thread thread = new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        try {            Thread.sleep(1000);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }});// 启动线程thread.start();// 获取线程状态Thread.State state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("首次获取线程状态:" + state);// 休眠 1stry {    Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();}// 获取线程状态state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
复制代码


以上程序的执行结果如下图所示:



当超过了超时时间之后,线程就会从 TIMED_WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态,实现代码如下:


// 创建线程Thread thread = new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        try {            Thread.sleep(1000);            // 获取当前线程状态            Thread.State state = Thread.currentThread().getState();            // 打印线程状态            System.out.println("获取线程状态:" + state);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }});// 启动线程thread.start();// 获取线程状态Thread.State state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("首次获取线程状态:" + state);// 休眠 1stry {    Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();}// 获取线程状态state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("第二次获取线程状态:" + state);
复制代码


以上程序的执行结果如下图所示:


5.RUNNABLE 到 TERMINATED

线程执行完之后,就会从 RUNNABLE 状态变成 TERMINATED 销毁状态,如下代码所示:


// 创建线程Thread thread = new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        // 获取当前线程状态        Thread.State state = Thread.currentThread().getState();        // 打印线程状态        System.out.println("获取线程状态:" + state);    }});// 启动线程thread.start();// 等待 100ms,待线程执行完Thread.sleep(100);// 获取线程状态Thread.State state = thread.getState();// 打印线程状态System.out.println("线程状态:" + state);
复制代码


以上程序的执行结果如下图所示:


总结

Java 中线程的生命周期有 6 种:NEW(初始化状态)、RUNNABLE(可运行/运行状态)、BLOCKED(阻塞状态)、WAITING(无时限等待状态)、TIMED_WAITING(有时限等待状态)、TERMINATED(终止状态)。线程生命周期的转换流程如下图所示:


参考资料

《Java 并发编程实战》​


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公众号:Java 面试真题解析

面试合集:https://gitee.com/mydb/interview

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