JavaEE初阶: 理解线程状态及状态转移

在Java中，线程是一种重要的并发编程机制，了解线程的状态及其转移对于有效地管理并发任务至关重要。本文将深入探讨Java线程的状态以及在不同状态之间的转移过程。

线程的状态

Java中的线程状态由枚举类型Thread.State表示，常见的线程状态包括：

1. NEW（新建）： 线程对象已被创建，但尚未调用start()方法，此时线程处于初始状态，等待调度。
2. RUNNABLE（可运行）： 分为就绪状态和运行中状态。
   • 就绪状态表示线程已经准备好执行，但尚未被调度执行。
   • 运行中状态指示线程已被调度执行，并正在运行或准备运行。
3. BLOCKED（阻塞）： 线程等待获取锁以进入同步代码块或方法，处于阻塞状态。
4. WAITING（等待）： 线程等待其他线程显式地唤醒，无超时限制。
5. TIMED_WAITING（定时等待）： 线程等待其他线程显式地唤醒，但有超时限制。
6. TERMINATED（终止）： 线程的run()方法执行完成或主线程的main()方法执行完成，线程终止。

线程状态转移的意义

理解线程状态转移有助于有效地管理线程行为和资源。

• 就绪状态到运行状态： 当线程被调度程序选中并开始执行时，线程从就绪状态转变为运行状态。
• 阻塞状态： 当线程试图进入同步代码块或方法但无法获得锁时，线程进入阻塞状态，等待锁的释放。
• 等待状态： 在等待其他线程显式唤醒的过程中，线程处于等待状态，无限期等待或有超时限制。
• 终止状态： 当线程的任务完成或线程执行过程中发生未捕获的异常时，线程进入终止状态。

观察线程状态转移

观察 1：NEW、RUNNABLE、TERMINATED状态转移

<code>public class ThreadStateTransfer { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t = new Thread(() -> { for (int i = 0; i < 10; i++) { } }, "李四"); System.out.println(t.getName() + ": " + t.getState()); t.start(); while (t.isAlive()) { System.out.println(t.getName() + ": " + t.getState()); } System.out.println(t.getName() + ": " + t.getState()); } }</code>

观察 2：WAITING、BLOCKED、TIMED_WAITING状态转移

<code>public class TestMain { public static void main(String[] args) { final Object object = new Object(); Thread t1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { synchronized (object) { while (true) { try { object.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } }, "t1"); t1.start(); Thread t2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { synchronized (object) { System.out.println("hehe"); } } }, "t2"); t2.start(); } }</code>

观察 3：使用yield()方法

<code>public class Main { public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { while (true) { System.out.println("张三"); //Thread.yield(); } } }, "t1"); t1.start(); Thread t2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { while (true) { System.out.println("李四"); } } }, "t2"); t2.start(); } }</code>

结论

通过观察不同状态之间的转移，我们可以更好地理解线程在并发环境中的行为和状态变化，从而更有效地进行并发编程。