Java多线程学习(三)---线程的生命周期

线程生命周期

摘要：

当线程被建立并启动之后，它既不是一启动就进入了执行状态，也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中，它要通过新建(New)、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)5种状态。尤为是当线程启动之后，它不可能一直"霸占"着CPU独自运行，因此CPU须要在多条线程之间切换，因而线程状态也会屡次在运行、阻塞之间切换

1. 新建状态，当程序使用new关键字建立了一个线程以后，该线程就处于新建状态，此时仅由JVM为其分配内存，并初始化其成员变量的值

2. 就绪状态，当线程对象调用了start()方法以后，该线程处于就绪状态。Java虚拟机会为其建立方法调用栈和程序计数器，等待调度运行

3. 运行状态，若是处于就绪状态的线程得到了CPU，开始执行run()方法的线程执行体，则该线程处于运行状态

4. 阻塞状态，当处于运行状态的线程失去所占用资源以后，便进入阻塞状态

5. 在线程的生命周期当中，线程的各类状态的转换过程

1、新建和就绪状态

当程序使用new关键字建立了一个线程以后，该线程就处于新建状态，此时它和其余的Java对象同样，仅仅由Java虚拟机为其分配内存，并初始化其成员变量的值。此时的线程对象没有表现出任何线程的动态特征，程序也不会执行线程的线程执行体。

当线程对象调用了start()方法以后，该线程处于就绪状态。Java虚拟机会为其建立方法调用栈和程序计数器，处于这个状态中的线程并无开始运行，只是表示该线程能够运行了。至于该线程什么时候开始运行，取决于JVM里线程调度器的调度。

注意：启动线程使用start()方法，而不是run()方法。永远不要调用线程对象的run()方法。调用start0方法来启动线程，系统会把该run()方法当成线程执行体来处理；但若是直按调用线程对象的run()方法，则run()方法当即就会被执行，并且在run()方法返回以前其余线程没法并发执行。也就是说，系统把线程对象当成一个普通对象，而run()方法也是一个普通方法，而不是线程执行体。须要指出的是，调用了线程的run()方法以后，该线程已经再也不处于新建状态，不要再次调用线程对象的start()方法。只能对处于新建状态的线程调用start()方法，不然将引起IllegaIThreadStateExccption异常。

调用线程对象的start()方法以后，该线程当即进入就绪状态——就绪状态至关于"等待执行"，但该线程并未真正进入运行状态。若是但愿调用子线程的start()方法后子线程当即开始执行，程序可使用Thread.sleep(1) 来让当前运行的线程（主线程）睡眠1毫秒，1毫秒就够了，由于在这1毫秒内CPU不会空闲，它会去执行另外一个处于就绪状态的线程，这样就可让子线程当即开始执行。

2、运行和阻塞状态

2.1 线程调度

若是处于就绪状态的线程得到了CPU，开始执行run()方法的线程执行体，则该线程处于运行状态，若是计算机只有一个CPU。那么在任什么时候刻只有一个线程处于运行状态，固然在一个多处理器的机器上，将会有多个线程并行执行；当线程数大于处理器数时，依然会存在多个线程在同一个CPU上轮换的现象。

当一个线程开始运行后，它不可能一直处于运行状态（除非它的线程执行体足够短，瞬间就执行结束了）。线程在运行过程当中须要被中断，目的是使其余线程得到执行的机会，线程调度的细节取决于底层平台所采用的策略。对于采用抢占式策略的系统而言，系统会给每一个可执行的线程一个小时间段来处理任务；当该时间段用完后，系统就会剥夺该线程所占用的资源，让其余线程得到执行的机会。在选择下一个线程时，系统会考虑线程的优先级。

全部现代的桌面和服务器操做系统都采用抢占式调度策略，但一些小型设备如手机则可能采用协做式调度策略，在这样的系统中，只有当一个线程调用了它的sleep()或yield()方法后才会放弃所占用的资源——也就是必须由该线程主动放弃所占用的资源。

2.2 线程阻塞

当发生以下状况时，线程将会进入阻塞状态

① 线程调用sleep()方法主动放弃所占用的处理器资源

② 线程调用了一个阻塞式IO方法，在该方法返回以前，该线程被阻塞

③ 线程试图得到一个同步监视器，但该同步监视器正被其余线程所持有。关于同步监视器的知识、后面将存更深刻的介绍

④ 线程在等待某个通知（notify）

⑤ 程序调用了线程的suspend()方法将该线程挂起。但这个方法容易致使死锁，因此应该尽可能避免使用该方法

当前正在执行的线程被阻塞以后，其余线程就能够得到执行的机会。被阻塞的线程会在合适的时候从新进入就绪状态，注意是就绪状态而不是运行状态。也就是说，被阻塞线程的阻塞解除后，必须从新等待线程调度器再次调度它。

2.3 解除阻塞

针对上面几种状况，当发生以下特定的状况时能够解除上面的阻塞，让该线程从新进入就绪状态：

① 调用sleep()方法的线程通过了指定时间。

② 线程调用的阻塞式IO方法已经返回。

③ 线程成功地得到了试图取得的同步监视器。

④ 线程正在等待某个通知时，其余线程发出了个通知。

⑤ 处于挂起状态的线程被调甩了resdme()恢复方法。

图 2.1 线程状态转换图

从图2.1中能够看出，线程从阻塞状态只能进入就绪状态，没法直接进入运行状态。而就绪和运行状态之间的转换一般不受程序控制，而是由系统线程调度所决定。当处于就绪状态的线程得到处理器资源时，该线程进入运行状态；当处于运行状态的线程失去处理器资源时，该线程进入就绪状态。但有一个方法例外，调用yield()方法可让运行状态的线程转入就绪状态。关于yield()方法后面有更详细的介纽。

3、线程死亡

3.1 死亡状态

线程会以以下3种方式结束，结束后就处于死亡状态：

① run()或call()方法执行完成，线程正常结束。

② 线程抛出一个未捕获的Exception或Error。

③ 直接调用该线程stop()方法来结束该线程——该方法容易致使死锁，一般不推荐使用。

3.2 程序设计

当主线程结束时，其余线程不受任何影响，并不会随之结束。一旦子线程启动起来后，它就拥有和主线程相同的地位，它不会受主线程的影响。为了测试某个线程是否已经死亡，能够调用线程对象的isAlivc()方法，当线程处于就绪、运行、阻塞了种状态时，该方法将返回true；当线程处于新建、死亡状态时，该方法将返回false。

不要试图对一个已经死亡的线程调用start()方法使它从新启动，死亡就是死亡，该线程将不可再次做为线程执行。

下面程序尝试对处于死亡状态的线程再次调用start()。

1. package test;
2. public class StartDead extends Thread {
3.    private int i;
4.  
5.    // 重写 run方法，run方法的方法体就是线程执行体
6.    public void run() {
7.       for (; i < 100; i++) {
8.          System.out.println(getName() + "" + i);
9.       }
10.    }
11.  
12.    public static void main(String[] args) {
13.       // 建立线程对象
14.       StartDead sd = new StartDead();
15.       for (int i = 0; i < 300; i++) {
16.          // 调用 Thread的currentThread方法获取当前线程
17.          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "" + i);
18.          if (i == 20) {
19.             // 启动线程
20.             sd.start();
21.             // 判断启动后线程的 isAlive()值，输出true
22.             System.out.println(sd.isAlive());
23.          }
24.          // 只有当线程处于新建、死亡两种状态时 isAlive()方法返回false。
25.          // 当 i > 20，则该线程确定已经启动过了，若是sd.isAlive()为假时，
26.          // 那只能是死亡状态了。
27.          if (i > 20 && !sd.isAlive())
28.  
29.          {
30.             // 试图再次启动该线程
31.             sd.start();
32.          }
33.       }
34.    }
35. }

3.3 运行结果

main 0 main 1 main 2 main 3 main 4 main 5 main 6 main 7 main 8 main 9 main 10	main 11 main 12 main 13 main 14 main 15 main 16 main 17 main 18 main 19 main 20 true	main 21 ………… Thread-0 0 Thread-0 1 Thread-0 2 Thread-0 3 Thread-0 4 Thread-0 5 Thread-0 6 Thread-0 7 Thread-0 8	……………… Thread-0 92 Thread-0 93 Thread-0 94 Thread-0 95 Thread-0 96 Thread-0 97 Thread-0 98 Thread-0 99 main 25 Exception
				main→主线程 Thread-0→线程1 Exception→异常

上面程序中的粗体字代码试图在线程已死亡的状况下再次调用start()方法来启动该线程。运行上面程序，将引起IllegaIThreadStateException异常，这代表处于死亡状态的线程没法再次运行了。

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