Java线程状态及切换、关闭线程的正确姿势分享

网友投稿 210 2023-06-08

Java线程状态及切换、关闭线程的正确姿势分享

前言

在讲线程之前有必要讨论一下进程的定义:进程是程序在一个数据集合上运行的过程,它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。进程实体由程序段, 数据段 PCB(进程控制块)组成。线程又是什么?线程可以看做轻量级进程,线程是进程的执行单元,是进程调度的基本单位

本文将详细介绍关于java线程状态及切换、关闭线程的相关内容,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧

1、线程状态及切换

Java中的线程有六种状态,使用线程Thread内的枚举类来实现,如下,我对每个状态都进行了一定的解释。

public enum State {

/** 表示一个线程还没启用(即未调用start方法)*/

NEW,

/**

* JVM中执行的线程都是处于这个状态的,但是处于这个状态不一定在JVM中执行,

* 也就是说,只有这个状态有资格被JVM调度从而获得时间片执行。

*/

RUNNABLE,

/**

* 线程在等待获取锁资源从而进入阻塞状态,

* 在这个状态中,其一直监视锁的动态,随时准备抢占锁

* 若获得锁资源,重新进入RUNNABLE状态

*/

BLOCKED,

/**

* 当调用Object.wait、Thread.join或者LockSupport类的park方法的时候,线程进入此状态,

* 该状态若无其他线程主动唤醒,则无期限的等待。

* 唤醒的方法包括:Object.notify(唤醒随机一个)、Object.notifyAll(唤醒全部线程),

* 被唤醒的线程重新进入RUNNABLE状态

*/

WAITING,

/**

* 同WAITING状态,不过不同的是调用的方法加上了时间的限制,

* 例如:Object.wait(10)、Thread.sleep(10)、Thread.join(10)、LockSupport.parkNanos(10)、LockSupport.parkUntil(10)这些方法

* 唤醒的方法有两种:

* 1、时间过期。

* 2、其他线程调用了notify或者notifyAll

* 唤醒之后同样进入RUNNABLE状态

*/

TIMED_WAITING,

/** 线程的终点(正常死亡或者被终止)*/

TERMINATED;

}

除了NEW和TERMINATED之外,其他的状态都是可以相互转换的,其转换过程如下图所示

这里特别讲一下RUNNABLE状态,在这个状态中线程并不一定在执行程序,只有被JVM调度的线程才能获得执行的时间片,并且只有这个状态的线程才能够获得时间片,换句话说,被JVM调度并且获得时间片是只属于处于gEGYmQxrRUNNABLE状态线程的权利。为了便于理解,可以将RUNNABLE分成Runnable和Running两个状态(当然,你也可以换成其他的,这里我只是自己好理解),那么上面的线程转换图就转变成了下面这样(参考《Java并发编程的艺术》中的线程状态图):

关于线程状态转换的例子,可以通过下面的代码加深理解

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Test test = new Test();

// 1.NEW状态

Thread thread = new Thread(() -> {

// 3.进行test对象锁的争夺,若抢到锁则继续执行,否则进入BLOCKED状态监控该锁,重新获得后进入RUNNABLE

synchronized (test) {

try {

// 4.进入TIMED_WAITING状态,100ms后重新进入RUNNABLE状态争夺时间片

Thread.sleep(100);

// 5.重新获得时间片之后,进入WAITING状态

test.wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

// 6.正常run()方法执行完毕后线程结束,进入TERMINATED

});

// 2.调用start()方法,线程进入RUNNABLE状态

thread.start();

}

}

注:代码执行的顺序为注释的序号

2、正确的结束一个线程

在上面的例子中我们看到线程的run方法正常执行完毕之后线程就正常死亡进入TERMINATED状态了,那么如果我们有中途停止线程的需求,我们应该如何正确的结束一个线程呢?

使用interrupt()方法:在线程内部,其定义了一个变量来标识当前线程是否处于被打断状态,调用interrupt()方法则使这个状态变为true。我们采用这个方法加异常处理的方式来结束一个线程。

public static void main(String[] args) {

Thread thread = new Thread(() -> {

try {

Thread.sleep(1);

} catch (InterruptedException e)http:// {

e.printStackTrace();

// 这里的return是必须的,原因后面说明

return;

}

System.err.println("thread interrupt test...");

});

thread.start();

thread.interrupt();

System.out.println("main thread end...");

}

// 结果图:异常后面的语句不会打印

这里关于线程中的打断标识变量(之后以interrupt称)需要说明的是,在特定的情况下其状态会被重置。

1、线程内部在catch了异常了之后interrupt的状态会被重置为false。

2、线程调用了Threahttp://d.interrupted()方法之后,interrupt的状态会被重置为false。如果需要判断线程是否中断的话可以使用对象方法isInterrupted(),此方法不会重置。

所以在刚才的代码中需要加入return来结束线程,否则的话线程还是会继续往下执行,如下图

使用isInterrupted()实现:

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

Thread thread = new Thread(() -> {

while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {

int k = 0;

while (k++ < 10) {

System.out.println("do something..." + k);

}

}

System.err.println("thread end...");

});

thread.start();

Thread.sleep(1);

// 主线程流程执行完了,需要停止线程

thread.interrupt();

}

使用标识位来实现:定义一个变量标识线程是否终止,若终止了则退出run方法。跟上面isInterrupted()的实现一样,不过换成了volatile变量而已。

public class Test {

public static volatile boolean interrupted = false;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

Thread thread = new Thread(() -> {

while (!interrupted) {

int k = 0;

while (k++ < 10) {

if (interrupted) {

System.err.println("thread invoke end....");

return;

}

System.out.println("do something..." + k);

}

}

System.err.println("thread end...");

});

thread.start();

Thread.sleep(1);

// 主线程流程执行完了,需要停止线程

interrupted = true;

}

}

// 结果图

stop()方法——不正确的线程中断方法

在线程提供的方法中还有一个方法可以强制关闭线程——stop()。这个方法可以说是相当的霸道,给人一种“我不管,我就是要你现在立刻死亡(指线程)”的感觉,并且其还会释放线程所有的锁资源,这样可能会导致出现数据不一致从而出现线程不安全的情况,如下面例子。

public class Test {

public static volatile boolean flag = false;

public int state = 0;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

Test test = new Test();

Thread thread = new Thread(() -> {

synchronized (test) {

try {

test.state = 1;

Thread.sleep(100);

if (flag) {

test.state = 2;

}

System.err.println("thread execute finished...");

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

});

thread.start();

Thread.sleep(1);

thread.stop();

flag = true;

System.out.println("state状态:" + test.state);

}

}

// 在这段代码中,进入线程时默认将state赋为1,接着过一段时间后如果触发了特定条件则把state赋为2,但是在特定条件触发之前,线程就被终止掉了,这个特定条件虽然符合但却没办法执行,从而导致数据的不一致。

// 结果图

所以,我们应该采用上面两种正确的方式而不是stop()来中止线程。此外,stop()方法若在线程start()之前执行,那么在线程启动的时候就会立即死亡。

若有不对之处,望各位不吝指教(反正免费,对吧)。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对我们的支持。

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