面试之线程状态

1.线程有哪些状态

1.1Java线程的六种状态

Java 线程六种状态

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• 新建

  • 当一个线程对象被创建，但还未调用 start 方法时处于新建状态

  • 此时未与操作系统底层线程关联

• 可运行

  • 调用了 start 方法，就会由新建进入可运行

  • 此时与底层线程关联，由操作系统调度执行

• 终结

  • 线程内代码已经执行完毕，由可运行进入终结

  • 此时会取消与底层线程关联

• 阻塞

  • 当获取锁失败后，由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞，此时不占用 cpu 时间

  • 当持锁线程释放锁时，会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程，唤醒后的线程进入可运行状态

• 等待

  • 当获取锁成功后，但由于条件不满足，调用了 wait() 方法，此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合等待，同样不占用 cpu 时间

  • 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法，会按照一定规则唤醒等待集合中的等待线程，恢复为可运行状态

• 有时限等待

  • 当获取锁成功后，但由于条件不满足，调用了 wait(long) 方法，此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合进行有时限等待，同样不占用 cpu 时间

  • 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法，会按照一定规则唤醒等待集合中的有时限等待线程，恢复为可运行状态，并重新去竞争锁

  • 如果等待超时，也会从有时限等待状态恢复为可运行状态，并重新去竞争锁

  • 还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行状态进入有时限等待状态，但与 Monitor 无关，不需要主动唤醒，超时时间到自然恢复为可运行状态

其它情况（只需了解）

• 可以用 interrupt() 方法打断等待、有时限等待的线程，让它们恢复为可运行状态

• park，unpark 等方法也可以让线程等待和唤醒

• 当我们新建一个线程时，这个线程就会进入new新建状态。
• 当我们去调用它的start方法时，线程从新建状态转换为runnable。
• 在可运行状态下，多线程时可能会出现争抢锁的问题，当获取锁失败时，那么线程会从可运行状态进入blocked阻塞状态，暂停当前运行。如果再争抢锁成功了，就会从阻塞状态进入可运行状态。
• 在可运行状态下，如果不满足某些条件导致程序不能正常执行，此时可以使用锁wait() 线程会从可运行状态进入waiting等待状态。
• 当原线程满足条件后，可以在其他的线程中调用notify()来唤醒原线程或其他线程，唤醒后的线程会从waiting等待状态进入可运行状态
• timed_waiting等待状态（有时限）,当调用wait（long）方法时，跟wait（）不同的时，它使用了一个long类型的参数，这个参数代表了等待的时间，当时间到期后，线程会继续执行从有时限等待进入可运行状态
• 另一方面，有时限等待还可以通过sleep（long）方式来转换，同样也是当设定的时间到了之后，线程自动转换状态到可运行状态。
• sleep（long）和wait（long）在这里的主要区别在于，sleep没有要求它需要满足什么条件，在语义上是我本身就像让这个线程进入等待状态。而wait往往是因为线程没有满足某些条件，比如资源没有分配够，而不得不进入到等待状态。
• 当程序代码全部执行完毕后，线程就进入了terminated终结状态

1.2操作系统层面的五种状态

• 运行态：分到 cpu 时间，能真正执行线程内代码的

• 就绪态：有资格分到 cpu 时间，但还未轮到它的

• 阻塞态：没资格分到 cpu 时间的

  • 涵盖了 java 状态中提到的阻塞、等待、有时限等待

  • 多出了阻塞 I/O，指线程在调用阻塞 I/O 时，实际由 I/O 设备完成，此时线程无事可做，只能干等

• 新建与终结态：与 java 中同名状态类似，不再啰嗦

2.sleep和wait的异同

一个共同点，三个不同点

共同点

• wait() ，wait(long) 和 sleep(long) 的效果都是让当前线程暂时放弃 CPU 的使用权，进入阻塞状态

不同点

• 方法归属不同

  • sleep(long) 是 Thread 的静态方法

  • 而 wait()，wait(long) 都是 Object 的成员方法，每个对象都有

• 醒来时机不同

  • 执行 sleep(long) 和 wait(long) 的线程都会在等待相应毫秒后醒来

  • wait(long) 和 wait() 还可以被 notify 唤醒，wait() 如果不唤醒就一直等下去

  • 它们都可以被打断唤醒

• 锁特性不同（重点）

  • wait 方法的调用必须先获取 wait 对象的锁，而 sleep 则无此限制

  • wait 方法执行后会释放对象锁，允许其它线程获得该对象锁（我放弃 cpu，但你们还可以用）

  • 而 sleep 如果在 synchronized 代码块中执行，并不会释放对象锁（我放弃 cpu，你们也用不了）