漫話:如何給女朋友解釋為什么Java線程沒(méi)有Running狀態(tài)?
在多線程操作系統(tǒng)中,通常是在一個(gè)進(jìn)程中包括多個(gè)線程,每個(gè)線程都是作為利用CPU的基本單位,是花費(fèi)最小開(kāi)銷(xiāo)的實(shí)體。
線程是有狀態(tài)的,線程的狀態(tài)被定義在Thread.State枚舉中,在Java Doc中也有明確的解釋?zhuān)?/p>
通過(guò)查看源碼以及閱讀Java Doc,我們可以知道,線程主要有以下6種狀態(tài):
- NEW
當(dāng)一個(gè)線程被創(chuàng)建出來(lái)的,但是還沒(méi)調(diào)用start()方法的時(shí)候,他處于NEW狀態(tài)。
- RUNNABLE
在Java虛擬機(jī)中執(zhí)行的線程處于這種狀態(tài)
- BLOCKED
正在等待鎖的阻塞線程處于這種狀態(tài)。
- WAITING
不確定地等待另一個(gè)線程執(zhí)行某個(gè)特定操作的線程就是處于這種狀態(tài),進(jìn)入該狀態(tài)的線程需要等待其他線程做出一些特定動(dòng)作(通知或中斷)。
- TIMED_WAITING
在指定的等待時(shí)間內(nèi)等待另一個(gè)線程執(zhí)行某個(gè)操作的線程處于這種狀態(tài)。該狀態(tài)不同于WAITING,它可以在指定的時(shí)間后自行返回。
- TERMINATED
已經(jīng)退出的線程處于這種狀態(tài)。
在指定的時(shí)間點(diǎn),線程只能處于一種狀態(tài)。但是需要注意的是這些狀態(tài)表示的是虛擬機(jī)中線程的狀態(tài),而不是任何操作系統(tǒng)線程狀態(tài)。
線程之間的狀態(tài)是可以互相轉(zhuǎn)換的,如下圖:
上圖,就是線程的6種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖,當(dāng)遇到不同的操作或者事件的時(shí)候,線程的狀態(tài)就可能發(fā)生變化。
Java Doc中說(shuō)在Java虛擬機(jī)中正在執(zhí)行的線程處于RUNNABLE狀態(tài),但是,在操作系統(tǒng)層面,一個(gè)線程要想被執(zhí)行,是需要獲得CPU的使用權(quán)的。
我們其實(shí)還可以把RUNNABLE狀態(tài)進(jìn)一步細(xì)化一下,根據(jù)線程是否獲得了CPU的使用權(quán)分成兩種:
就緒(READY):線程對(duì)象創(chuàng)建后,其他線程(比如main線程)調(diào)用了該對(duì)象的start()方法。該狀態(tài)的線程位于可運(yùn)行線程池中,等待被線程調(diào)度選中并分配cpu使用權(quán) 。
運(yùn)行中(RUNNING):就緒(READY)的線程獲得了cpu 時(shí)間片,開(kāi)始執(zhí)行程序代碼。
也就是說(shuō),當(dāng)一個(gè)線程被創(chuàng)建出來(lái)之后,執(zhí)行了start方法之后,在沒(méi)有獲得cpu的使用權(quán)的時(shí)候,他就是就緒狀態(tài)(READY),在獲得了CPU的使用權(quán),開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)候,就是運(yùn)行狀態(tài)(RUNNING)了。
為什么沒(méi)有定義RUNNING狀態(tài)?
對(duì)于現(xiàn)在的分時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō),在單CPU情況下,所有的線程其實(shí)都是串行執(zhí)行的。但是為了讓我們看起來(lái)像是在并發(fā)執(zhí)行,人們把CPU的執(zhí)行分成很多個(gè)小的時(shí)間片。
哪個(gè)進(jìn)程得到時(shí)間片,那個(gè)線程就執(zhí)行,時(shí)間片到了之后,就要釋放出CPU,再重新進(jìn)行爭(zhēng)搶時(shí)間片。
只要把時(shí)間片劃分的足夠細(xì),那么多個(gè)程序雖然在不斷的串行執(zhí)行,但是看起來(lái)也像是在同時(shí)執(zhí)行一樣。
那么,CPU的時(shí)間片其實(shí)是很短的,一般也就是10-20毫秒左右。
那么,也就是說(shuō),在一秒鐘之內(nèi),同一個(gè)線程可能一部分時(shí)間處于READY狀態(tài)、一部分時(shí)間處于RUNNING狀態(tài)。
那么如果,明確的給線程定義出RUNNING狀態(tài)的話,有一個(gè)很大的問(wèn)題,就是這個(gè)狀態(tài)其實(shí)是不準(zhǔn)的。
因?yàn)楫?dāng)我們看到線程是RUNNING狀態(tài)的時(shí)候,很有可能他已經(jīng)丟失了CPU時(shí)間片了。
對(duì)于線程的狀態(tài),我們只需要知道,他當(dāng)前有沒(méi)有在"正在參與執(zhí)行"就行了,何為"參與執(zhí)行"?
就是他的狀態(tài)是可執(zhí)行的,只要獲得時(shí)間片,就能立即執(zhí)行。
那這不就是RUNNABLE嗎?
所以,Java就沒(méi)有給線程定義RUNNING狀態(tài),而是定義了一個(gè)RUNNABLE狀態(tài)。
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