多线程·线程状态

目录

 1.等待一个线程 join

2.休眠当前线程

3.线程的所有状态

4.线程的状态转换 

 1.等待一个线程 join

 有些场景，我们需要控制线程的执行顺序，这时候就需要用到 join 了

比如：把大象装进冰箱要几步？

第一步：打开冰箱；

第二步：把大象装进去；

第三步：把冰箱关上。

把每一步都当成一个线程来看，那么线程2就要等线程1完成、线程3就等线程2完成。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(()->{
            System.out.println("打开冰箱");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(()->{
            System.out.println("把大象装进去");
            try{
                Thread.sleep(1000);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        });
        Thread t3 = new Thread(()->{
            System.out.println("把冰箱关上");
            try{
                Thread.sleep(1000);
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        });
        t1.start();
        t1.join();//main线程等待线程t1完成
        System.out.println("冰箱已经打开了");

        t2.start();
        t2.join();//main线程等待线程t2完成
        System.out.println("大象已经装进去了");
        
        t3.start();
        t3.join();//确保线程t3完成
        System.out.println("冰箱关上了，任务完成！");
    }
}

这里 start() 之后，t1和 main 线程就开始并发执行了，当 main 线程执行到 t1.join() 表示 main 线程得等 t1 线程执行完毕后，才能接着往后执行代码！只要 t1 线程没有执行完毕，main 线程就会发生阻塞，一直阻塞到 t1 线程执行完毕，也就是执行完对应的 run 方法！

像上述代码是可以等到 t1、t2、t3线程执行完毕了，如果 t 线程执行的任务里面出现了死循环，此时 main 线程不就无休止的等待了？确实如此，但是 join 给我们提供了一个带参数的方法，等指定的时间，到点就不等了！ 如下代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(()->{
            System.out.println("打开冰箱");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(()->{
            System.out.println("把大象装进去");
            try{
                Thread.sleep(1000);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        });
        Thread t3 = new Thread(()->{
            System.out.println("把冰箱关上");
            try{
                Thread.sleep(1000);
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        });
        t1.start();
        t1.join(10000);//main线程等待线程t1完成
        System.out.println("冰箱已经打开了");

        t2.start();
        t2.join(10000);//main线程等待线程t2完成
        System.out.println("大象已经装进去了");

        t3.start();
        t3.join(10000);//确保线程t3完成
        System.out.println("冰箱关上了，任务完成！");
    }
}

把大象装进冰箱的三个步骤，若是main线程等了10秒钟还没有完成该任务，那么main线程就不等了，10秒后冰箱门还不开就执行下一步了···· 

还有一种情况：

打开冰箱还需要10秒？t1说：我1秒就可以把冰箱打开了！然后 main 线程执行 t1.join() 的时候，但是 t1 线程的 run 方法已经执行完了，此时 join 就不会阻塞了，就会立即返回！

2.休眠当前线程

休眠线程其实我们前面已经用了，其本质就是让这个线程不参与调度了(不去 CPU 上执行)。

通过调用 Thread 类 中的 sleep 静态方法，传入指定时间，就能令线程休眠了。

注意：哪个线程里调用 Thread.sleep(1000)，就让哪个线程休眠 1000 毫秒！

我们前面所说的 join 等待一个线程，当 main线程 调用到 t.join() 时候，main线程就要等待 t 线程 结束，此时main线程就进入了阻塞状态

而现在所讲的sleep休眠当前线程，也是进入阻塞状态！

那么如何进入阻塞状态呢？ 

 在操作系统中有两个用于调度进程的重要队列：阻塞队列和就绪队列， 当线程 t1 调用 sleep() 方法，就会进入阻塞队列，当 sleep 结束，就会进入就绪队列。

阻塞队列里的线程，也就是暂时不参与 CPU 的调度了，就绪队列中的线程，随时可以被 CPU 调度！

3.线程的所有状态

线程的状态是一个枚举类型Thread.State,我们可以打印出来看看都有哪些状态

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (Thread.State state : Thread.State.values()) {
            System.out.println(state);
        }
    }
}

​

  • NEW:                       安排了工作,还未开始行动,还没有调用 start 方法
  • RUNNABLE:           可工作的，又可以分成正在工作中和即将开始工作
  • BLOCKED:             等待锁时产生的状态(锁竞争引起的阻塞)
  • WAITING:               调用 wait 或 join 时进入的状态(死等引起的阻塞),
  • TIMED_WAITING:  调用 sleep 进入的状态
  • TERMINATED:       工作完成了

红标的状态都是阻塞状态，只是引起阻塞的原因不同，后面还会进行讲解

4.线程的状态转换 

线程从创建到销毁，期间会有一系列的状态变化，如下图： 

​

下面，我们通过代码来给大家演示一下线程的状态转换

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10_0000; i++) {

            }
        });
        System.out.println("start之前: " + t.getState());
        t.start();
        System.out.println("线程执行中的状态 : " + t.getState());
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("线程结束后的状态 : " + t.getState());
    }
}

​

当线程进入TERMINATED状态时，也就是线程结束后，线程所对应的PCB销毁了，这时就无法重新启动线程，重启就会抛出异常，但是线程所对应的对象t还没有被回收，我们仍然可以借助对象t来调用方法和属性，只是无法通过多线程来干活了！

接下来通过代码给大家演示一下线程 sleep 时候的 TIMED_WAITING 状态

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        final Object object = new Object();
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized(object) {
                    while(true) {
                        try{
                            Thread.sleep(1000);
                        }catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        });
        t.start();
    }

​

上述代码用到了 synchronized 这里暂时不作解释，将会在后续博客中进行讲解，我们可以看到，当我们的线程在循环执行 sleep ，此时我们就可以通过 jconsole 工具来查看线程的状态，该工具是jdk自带的，可以在bin目录中找到，有关于这个工具的讲解请看博主的上一篇博客 Thread类 的讲解，如上图所示，线程 sleep 后，就进入了TIMED_WAITING的状态，这个状态是线程在等待唤醒，等到一定时间没醒就自动醒了！

此时，我们可以修改一下上述的代码，把 t 中的 sleep 换成 wait ，我们来看看线程状态的变化

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        final Object object = new Object();
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized(object) {
                    while(true) {
                        try{
                            object.wait();
//                            Thread.sleep(1000);
                        }catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        });
        t.start();
    }

我们通过 jconsole工具看看此时线程的状态 

​

 如上图所示，我们可以看到此时线程的状态就是WAITNG状态了，WAITING状态是线程在无限等待唤醒，若是没有唤醒这个线程，那么这个线程就会一直等下去，也就是我们所说的“死等”

 由于BLOCKED状态涉及到了锁竞争，这里暂时不作讲解，大家了解一下即可，这个状态是两个线程在争夺同一把锁引起的状态，在后续博客中还会进行讲解

感谢观看，希望对您有所帮助！ 

下期预告：线程安全

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