线程状态
在线程的生命周期中,当线程被创建并启动之后,它既不是以启动就就进入了执行状态,也不是一直处于执行状态。在线程的整个生命周期中,一共有六种线程状态。
线程状态:
- NEW 新建状态 线程刚被创建,但是还没启动,还没调用start方法
- Runnable 可运行状态 线程可以在Java虚拟机中运行的状态,可能正在运行自己的代码,也可能没有,这取决于操作系统处理器
- Blocked 锁阻塞 当一个线程试图获取一个对象锁时,而该对象锁被其他的线程持有,则该线程进入Blocked状态,当该线程持有锁时,该线程将变成Runnable状态
- Waiting 无限等待 一个线程在等待另一个线程执行唤醒动作时,该线程进入Waiting状态,进入这个状态后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify或者是notifyAll方法才能够唤醒。
- Timed Waiting 计时等待 同Waiting状态 ,,有几个方法有超时参数,调用他们将进入Timed Waiting状态,这一状态将一直保持到超时期满或者是接收到唤醒通知,带有超时参数的常用方法有Thread.sheep、Object.wait
- Teminated 被终止 因为run方法正常退出而死亡,或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。
使用一个简单的案例实现线程状态中的同步唤醒机制
线程同步唤醒机制
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Timed Waiting在API中的描述为:一个正在限时等待另一个线程执行一个(唤醒)动作的线程处于这一状态。例如我们子卖票的案例中,为了减少线程执行的太快,现象看不出不明显等问题,我们在run方法中添加了sleep语句,这样就强制当前正在执行的线程休眠,或者是暂停执行,一减慢线程。。
其实当我们调用了sleep方法之后,当前执行的线程就进入到休眠状态,其实就是所谓的Timed Waiting 计时等待。。
线程间通信
简单的说,线程间的通信就是,多个线程在处理同一个资源,但是处理的动作也就是线程的任务却不相同。
比如:线程A是用来生成包子的,线程B是用来吃包子的,包子可以理解为同一资源,线程A和线程B处理的动作,一个是生产,一个是消费,那么线程A与线程B之间就存在线程通信问题。
为什么需要线程通信呢?
多个线程并发执行时,在默认的情况下CPU是随机切换线程的,当我们需要多个线程来共同完成一件任务时,并且我们希望他们有规律的执行,那么多线程之间需要一些协调通信,以此来帮我们达到多线程共同操作一份数据。
如何保证线程间通信有效利用资源:
多个线程在处理同一资源,并且任务不同时,需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或者操作,就是多个线程在操作同一份数据时,避免对同一共享变量的争夺,也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源,而这种手段就是=====等待唤醒机制。
什么是等待唤醒机制
这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争(race),比如去争夺锁,但这并不是故事的全部,线程间也会有协作机制。就好比在公司里你和你的同事们,你们可能存在在晋升时的竞争,但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。
就是在一个线程进行了规定操作后,就进入等待状态(wait()), 等待其他线程执行完他们的指定代码过后 再将其唤醒(notify());在有多个线程进行等待时, 如果需要,可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。
wait/notify 就是线程间的一种协作机制。
等待唤醒中的方法
等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的,使用到的3个方法的含义如下:
- wait:线程不再活动,不再参与调度,进入 wait set 中,因此不会浪费 CPU 资源,也不会去竞争锁了,这时的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作,也即是“通知(notify)”在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来,重新进入到调度队列(ready queue)中
- notify:则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放;例如,餐馆有空位置后,等候就餐最久的顾客最先入座。
- notifyAll:则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。
注意:
哪怕只通知了一个等待的线程,被通知线程也不能立即恢复执行,因为它当初中断的地方是在同步块内,而此刻它已经不持有锁,所以她需要再次尝试去获取锁(很可能面临其它线程的竞争),成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行。
总结如下:
- 如果能获取锁,线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态;
- 否则,从 wait set 出来,又进入 entry set,线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态
调用wait和notify方法需要注意的细节
- wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为:对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。
- wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为:锁对象可以是任意对象,而任意对象的所属类都是继承了Object类的。
- wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为:必须要通过锁对象调用这2个方法。
线程池
什么是线程池
我们在以前使用一个线程的时候,就会去创建一个线程,这样实现起来非常的简便,随时需要随时创建,但是这样就会有一个问题:如果我们在开发中并发的线程数量很多,并且每个线程都是执行一个很短的任务就结束了,这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率,因为频繁的创建线程和销毁线程是需要时间的。。
那么有没有一种办法就是,使得线程可以复用,就是执行完一个任务,线程并不被销毁,而是可以继续执行其他的任务,在Java中我们可以使用线程池来达到这样的效果。。
在JDK1.5 之前,关于创建线程池我们是通过集合来进行完成的比如ArrayList linkedList等等,来创建集合,然后把创建的线程放入集合中,通过对集合的操作来达到操作线程的目的。但是在JDK1.5之后,Java集成了线程池的概念。。