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 今天我們來說一下線程的生命周期和常用 APIs：我們需要非常清楚的知道線程的各種狀態(tài)，比如排查程序運(yùn)行慢的原因時(shí)，就需要看下是不是哪里被阻塞了;另外它也是面試時(shí)非常喜歡問的，如果基礎(chǔ)內(nèi)容都答不好，恐怕直接就掛了。

本文分為兩大部分，

1.線程的 6 大狀態(tài);

2.多線程常用的 APIs：

• join()
• wait()
• notify()
• yield()
• sleep()
• currentThread()
• getName()
• getId()
• getPriority()
• setPriority()
• stop()

線程狀態(tài)

關(guān)于線程的狀態(tài)，網(wǎng)上各種說法都有，比較流行的是 5 種或者 6 種。關(guān)于 5 種狀態(tài)的那個(gè)版本我沒有找到理論依據(jù)，如果有小伙伴清楚的也歡迎留言指出。

我這里所寫的是根據(jù) java.lang.Thread 的源碼，線程有以下 6 大狀態(tài)：

public enum State { 
  NEW, 
  RUNNABLE, 
  BLOCKED, 
  WAITTING, 
  TIMED_WAITTING, 
  TERMINATED; 
} 

先上圖，我們再依次來看。

1. New

A thread that has not yet started is in this state.

就是指線程剛創(chuàng)建，還沒啟動(dòng)的時(shí)候，比如剛 new 了一個(gè) thread。

MyThread myThread = new MyThread(); 

2. Runnable

A thread is executing in the Java virtual machine but it may be waiting for other resources from the operating system such as processor.

那么接下來，自然就是要啟動(dòng)線程了，也就是調(diào)用 thread 的 start() 方法。

myThread.start(); 

啟動(dòng)之后，線程就進(jìn)入了 Runnable 狀態(tài)。

此時(shí)所有的線程都會(huì)添加到一個(gè)等待隊(duì)列里，等待“CPU 調(diào)度”。

如果搶占到 CPU 的資源，那就執(zhí)行;如果沒搶到，就等著唄，等當(dāng)前正在執(zhí)行的線程完成它能執(zhí)行的時(shí)間片之后，再次搶占。

要注意這里在等待的一般是系統(tǒng)資源，而不是鎖或者其他阻塞。

3. Blocked

Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.

A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock to enter a synchronized block/method or reenter a synchronized block/method after calling wait() Object.

這里給出了非常明確的 use case，就是被鎖在外面的才叫阻塞。所以這里必須要有至少 2 個(gè)線程。

4. Waiting

A thread in the waiting state is waiting for another thread to perform a particular action.

那具體有哪些原因呢?

A thread is in the waiting state due to calling one of the following methods:

• Object.wait with no timeout
• Thread.join with no timeout
• LockSupport.park

所以說，當(dāng)調(diào)用了

• wait()，
• join()，
• park()

方法之后，線程進(jìn)入等待狀態(tài)。

這里的等待狀態(tài)是沒有時(shí)間限制的，可以無限的等下去... 所以需要有人來喚醒：

如果是通過 wait() 進(jìn)入等待狀態(tài)的，需要有 notify() 或者 notifyAll() 方法來喚醒;

如果是通過 join() 進(jìn)入等待狀態(tài)的，需要等待目標(biāo)線程運(yùn)行結(jié)束。

比如在生產(chǎn)者消費(fèi)者模型里，當(dāng)沒有商品的時(shí)候，消費(fèi)者就需要等待，等待生產(chǎn)者生產(chǎn)好了商品發(fā) notify()。下一篇文章我們會(huì)細(xì)講。

5. Timed_waiting

導(dǎo)致這個(gè)狀態(tài)的原因如下：

• Thread.sleep
• Object.wait with timeout
• Thread.join with timeout
• LockSupport.parkNanos
• LockSupport.parkUntil

其實(shí)就是在上一種狀態(tài)的基礎(chǔ)上，給了具體的時(shí)間限制。

那么當(dāng)時(shí)間結(jié)束后，線程就解放了。

6. Terminated

A thread that has exited is in this state.

這里有 3 種情況會(huì)終止線程：

• 執(zhí)行完所有代碼，正常結(jié)束;
• 強(qiáng)制被結(jié)束，比如調(diào)用了 stop() 方法，現(xiàn)在已經(jīng)被棄用;
• 拋出了未捕獲的異常。

線程一旦死亡就不能復(fù)生。

如果在一個(gè)死去的線程上調(diào)用 start() 方法，那么程序會(huì)拋出 java.lang.IllegalThreadStateException。

接下來我們說說多線程中常用的 11 個(gè) APIs。

APIs

1. join()

join() 方法會(huì)強(qiáng)制讓該線程執(zhí)行，并且一直會(huì)讓它執(zhí)行完。

比如上一篇文章的例子是兩個(gè)線程交替執(zhí)行的，那么我們這里該下，改成調(diào)用小齊線程.join()，那么效果就是先輸出 小齊666。

public class MyRunnable implements Runnable { 
    @Override 
    public void run() { 
        for(int i = 0; i < 100; i++) { 
            System.out.println("小齊666：" + i); 
        } 
    } 
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
        Thread t = new Thread(new MyRunnable()); 
        t.start(); 
        t.join(); 
 
        for(int i = 0; i < 100; i++) { 
            System.out.println("主線程" + i + "：齊姐666"); 
        } 
    } 
} 

所以 join() 能夠保證某個(gè)線程優(yōu)先執(zhí)行，而且會(huì)一直讓它執(zhí)行完，再回歸到公平競爭狀態(tài)。

join() 方法其實(shí)是用 wait() 來實(shí)現(xiàn)的，我們來看下這個(gè)方法。

2. wait() and notify()

wait() 其實(shí)并不是 Thread 類的方法，而是 Object 里面的方法。

該方法就是讓當(dāng)前對(duì)象等待，直到另一個(gè)對(duì)象調(diào)用 notify() 或者 notifyAll()。

當(dāng)然了，我們也可以設(shè)定一個(gè)等待時(shí)長，到時(shí)間之后對(duì)象將會(huì)自動(dòng)蘇醒。

4. yield()

yield 本身的中文意思是屈服，用在這里倒也合適。

yield() 表示當(dāng)前線程主動(dòng)讓出 CPU 資源一下，然后我們再一起去搶。

注意這里讓一下真的只是一下，從“執(zhí)行中”回到“等待 CPU 分配資源”，然后所有線程再一起搶占資源。

5. sleep()

顧名思義，這個(gè)方法就是讓當(dāng)前線程睡一會(huì)，比如說，

myThread.sleep(1000); // 睡眠 1 秒鐘 

它會(huì)拋出一個(gè) InterruptedException 異常，所以還要 try catch 一下。

6. currentThread()

Returns a reference to the currently executing thread object.

該方法是獲取當(dāng)前線程對(duì)象。

注意它是一個(gè) static 方法，所以直接通過 Thread 類調(diào)用。

比如打印當(dāng)前線程

System.out.println(Thread.currentThread()); 

前文的例子中，它會(huì)輸出：

Thread[Thread-0,5,main] 
Thread[main,5,main] 

沒錯(cuò)，它的返回值也是 Thread 類型。

7. getName()

該方法可以獲取當(dāng)前線程名稱。

這個(gè)名稱可以自己設(shè)置，比如：

Thread t = new Thread(new MyRunnable(), "壹齊學(xué)"); 

8. getId()

該方法是獲取線程的 Id.

9. getPriority()

線程也有優(yōu)先級(jí)的哦～

雖然優(yōu)先級(jí)高的線程并不能百分百保證一定會(huì)先執(zhí)行，但它是有更大的概率被先執(zhí)行的。

優(yōu)先級(jí)的范圍是 1-10，我們來看源碼：

/** 
    * The minimum priority that a thread can have. 
    */ 
   public final static int MIN_PRIORITY = 1; 
 
  /** 
    * The default priority that is assigned to a thread. 
    */ 
   public final static int NORM_PRIORITY = 5; 
 
   /** 
    * The maximum priority that a thread can have. 
    */ 
   public final static int MAX_PRIORITY = 10; 

如果不在這個(gè)范圍，JDK 拋出 IllegalArgumentException() 的異常。

10. setPriority()

當(dāng)然啦，我們也是可以自己設(shè)置某個(gè)線程的優(yōu)先級(jí)的。

設(shè)置的優(yōu)先級(jí)也需要在規(guī)定的 1-10 的范圍內(nèi)哦，如果不在這個(gè)范圍也會(huì)拋異常。

11. stop()

最后我們來說下 stop() 方法，也是前文提到過的強(qiáng)制停止線程的一種方式，但現(xiàn)在已被棄用，因?yàn)闀?huì)引起一些線程安全方面的問題。

好了，以上就是有關(guān)線程狀態(tài)和常用 API 的介紹了。相信大家看完之后對(duì)線程的整個(gè)流程應(yīng)該有了清晰的認(rèn)識(shí)，其實(shí)里面還有很多細(xì)節(jié)我沒有展開，畢竟這是多線程的第 2 講，更深入的內(nèi)容我們慢慢來。

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