前文《Java面试必考问题:线程的生命周期 》介绍了操作系统视角下线程生命周期的5种状态:初始(New)、就绪(Ready)、运行(Running)、等待(Waiting)、死亡(Dead)。
也有说法是线程一共有三种状态,即去掉初始态和死亡态。其他状态中就绪态也称可运行态(Runnable);等待态也称为阻塞态(Blocked),也就是线程不再占用CPU,也不参与OS调度的情况。本文讲一下在JVM视角下线程状态是如何定义的。
JVM的线程六种状态在JVM视角下的线程状态共有6种:初始态(NEW)、运行态(RUNNABLE)、阻塞态(BLOCKED)、等待态(WAITING)、超时等待态(TIMED_WAITING)、终止态(TERMINATED)。
与操作系统视角的线程状态对应关系如下图所示。主要区别在于:JVM线程的 RUNNABLE状态包括了操作系统线程的就绪态和运行态;另外原来操作系统线程的阻塞态在JVM中进行了细分,分为BLOCKED、WAITING和TIMED_WAITING等不同情况。
另外IO阻塞在Java的定义中是RUNNABLE状态,只不过此时线程已经让出了CPU资源。下图展示了Java线程的各个状态的转换。
初始态(NEW)刚创建了一个Thread对象,但还未调用start()启动线程时,线程处于初始态。
终止态(TERMINATED)线程执行结束后的状态。这两个状态没什么好说的。
运行态(RUNNABLE)运行态包括了就绪态和运行态。
就绪态该状态下的线程已经获得执行所需的所有资源,只要CPU分配时间片就能运行。就绪态的线程存放在就绪队列中。
运行态是指已经获得CPU使用权,正在运行中的线程。一个CPU核同一时刻只能执行一条线程,也就是说,处理器有几个核最多就只有几条处于运行态的线程。
阻塞态(BLOCKED)阻塞态指线程请求对象锁失败时进入的状态。处于阻塞态的线程会一直等待获取对象锁(wait for lock),一旦成功获取对象锁(acquired monitor lock),就会进入就绪队列,等待执行同步代码块(synchro block)或同步方法(synchro method)。
等待态(WAITING)当前线程中调用对象的 wait() 方法,或者其他线程调用 join() 方法,或者是调用 Locksupport.park( Object ) 方法时,当前线程就会进入等待态。进入等待态的线程会释放CPU的执行权,并释放锁。
所有等待态的线程存放在等待队列中。处于等待态的线程需要等待其他线程的指示才能继续运行,比如其他线程 join() 结束,或者调用了对象的 notify() 或 notifyAll() 方法通知唤醒,或者执行 Locksupport.unpark( Thread ) 方法。
执行对象的 wait() 方法会释放CPU和占有的锁,线程执行yield()仅释放CPU,不会释放锁。
超时等待态(TIMED_WAITING)当运行中的线程调用 sleep(sleeptime)、wait(timeout)、join(timeout)、LockSupport.parkNanos()、LockSupport.parkUntil() 时,就会进入超时等待状态。
与WAITING态被动等待不同,超时等待是主动等待,不需要其他线程唤醒,只要超时时间到了,就会进入阻塞态。
sleep(long) 方法仅释放CPU使用权,锁仍然占用,线程被放入超时等待队列,与 yield() 相比,它会使线程较长时间得不到运行,yield() 则只有短时间得不到运行。
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