執行緒基礎與狀態
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- 執行緒基礎與狀態
- 前言
- 執行緒的概念
- 什么是行程？
- 什么是執行緒？
- 在Java執行緒中是怎樣的呢？
- Java執行緒的Sleep、Yield、Join方法
- 1、sleep方法
- 2、Yield方法
- 3、Join方法
- Java的執行緒狀態
- 執行緒的不同狀態
- Java執行緒的狀態轉化
- Java執行緒狀態代碼
- 博文推薦
前言
好久沒堅持學習了，所以，這次要好好下定決心學習，多執行緒與高并發不是一天兩天就能弄懂的，需要不斷的學習、實踐，本次筆者將最近學習的內容知識記錄下來，多執行緒也是一項比較重要的內容，雖然CRUD不太會接觸到，但是，在一些相關場景可能會有某些問題是由于執行緒導致的，
執行緒的概念
要了解執行緒的概念，就需要知道什么是行程，簡單理解就是一個行程中包含了許多個執行緒，現在就簡單介紹，后續若是有對作業系統進行研究的話會慢慢介紹，具體關于執行緒行程的內容可以去看看王道的作業系統，里面講述得特別清楚，
什么是行程？
是系統進行資源分配的基本單位，是作業系統結構的基礎，行程是執行緒的容器，程式是指令、資料及其組織形式的描述，行程是程式的物體，
什么是執行緒？
所謂執行緒就是作業系統(OS)能夠進行運算調度的最小單位，是一個基本的CPU執行單元，也是執行程式流的最小單元，能夠提高OS的并發性能，減小程式在并發執行時所付出的時空開銷，執行緒是行程的一個物體，是被系統獨立調度和分派的基本單位，執行緒本身是不擁有系統資源的，但是它能夠使用同屬行程的其他執行緒共享行程所擁有的全部資源，
在Java執行緒中是怎樣的呢？
在Java中，最常見得就是繼承Thread類或者實作Runnable介面，再通過run或者start方法去執行執行緒，
如以下代碼，這是一段很簡單得代碼塊，通過繼承Thread類，重寫run方法來創建執行緒，并且通過run和start來運行，
public class Thread_demo01 {
private static class Thread1 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Thread1-" + i);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new Thread1().run(); // 順序執行
// new Thread1().start(); // 執行緒同時執行
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("main");
}
}
}
這兩種不同得啟動方式，出現得現象也是不同的，
- 使用run方法啟動執行緒
- 使用start方法啟動執行緒
關于這兩種方式啟動執行緒可以看一下下面的流程圖，
run方法是會讓執行緒T1先執行完畢之后，再繼續執行主執行緒，而start方法他是同時執行兩個執行緒，
Java執行緒的Sleep、Yield、Join方法
1、sleep方法
sleep()需要提供一個時間引數(毫秒)，會使得執行緒在一定的時間內被暫停執行，在sleep的程序中，執行緒是不會釋放鎖的，只會進入阻塞狀態，讓出cpu給其他執行緒去執行，如下代碼演示，此處不做鎖的探究，
public class T3_Thread_Sleep {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new Thread1());
Thread t2 = new Thread(new Thread2());
t1.start();
t2.start();
}
static class Thread1 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("T1 is running");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("T1 is end");
}
}
static class Thread2 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("T2 is running");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("T2 is end");
}
}
}
運行之后在T1執行緒休眠的時候會讓出cpu資源給T2執行緒，T1執行緒會睡眠1秒，T2睡眠2秒，最終結果如圖
2、Yield方法
yield()與sleep()都是讓執行緒暫停執行，也是不會釋放鎖資源，但是yield并不是讓行程進入阻塞態，而是回到就緒態，等待重新獲取CPU資源，此時，其他的執行緒有機會獲得cpu資源，也有可能在yield方法進入就緒態后立馬變成執行態，如以下代碼，同樣不考慮鎖的問題，
public class T4_Thread_Yield {
static class Thread1 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("T1 is running");
Thread.yield();
System.out.println("T1 is end");
}
}
static class Thread2 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("T2 is running");
System.out.println("T2 is end");
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new Thread1());
Thread t2 = new Thread(new Thread2());
t1.start();
t2.start();
}
}
經過不同的測驗，結果都是不同的，
3、Join方法
join()方法是暫停當前執行緒，呼叫執行另一個執行緒，等待join的執行緒執行完畢后才能夠繼續執行當前執行緒，如以下例子，T1,T2同時開始，在T2執行緒中join了T1，就會導致T1要先執行完畢之后，才會去執行T2，
public class T5_Thread_Join {
public static void main(String[] args) {
Thread T1 = new Thread(() -> {
System.out.println("T1開始");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("執行緒T1執行中: " + i);
}
System.out.println("T1結束");
});
Thread T2 = new Thread(() -> {
System.out.println("T2開始");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("執行緒T2執行中: " + i);
if (i == 3) {
try {
T1.join();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
System.out.println("T2結束");
});
T1.start();
T2.start();
}
}
結果如下，不管怎么測驗，都會是T2最后執行結束，
Java的執行緒狀態
執行緒具有最基本的三態(就緒、運行、阻塞)，執行緒與行程一樣，各執行緒之間也存著共享資源和互相合作的制約關系，致使執行緒運行時具有間斷性，接下來看一下如圖，這是五種狀態的轉化，
執行緒的不同狀態
在Java執行緒中有6中狀態，從執行緒的創建到執行緒的終止，執行緒創建為NEW創建態，通過start啟動執行緒，執行緒內部會從就緒態轉成運行態，在Java執行緒中統稱為“運行態”，執行緒由于被掛起、呼叫yeild等方法能夠使執行緒從運行態轉成就緒態，也能夠通過執行緒的其他方法或者鎖阻塞執行緒，直到時間結束或者是獲得鎖等，從而回到RUNABLE狀態，
- 初始(NEW)：新創建了一個執行緒物件，但還沒有呼叫start()方法，
- 運行(RUNNABLE)：Java執行緒中將就緒（Ready）和運行中（Running）兩種狀態籠統的稱為“運行”，執行緒物件創建后，其他執行緒(比如main執行緒）呼叫了該物件的start()方法，該狀態的執行緒位于可運行執行緒池中，等待被執行緒調度選中，獲取CPU的使用權，此時處于就緒狀態（Ready），就緒狀態的執行緒在獲得CPU時間片后變為運行中狀態（Running），
- 阻塞(BLOCKED)：表示執行緒阻塞于鎖，
- 等待(WAITING)：進入該狀態的執行緒需要等待其他執行緒做出一些特定動作（通知或中斷），
- 超時等待(TIMED_WAITING)：該狀態不同于WAITING，它可以在指定的時間后自行回傳，
- 終止(TERMINATED)：表示該執行緒已經執行完畢，
Java執行緒的狀態轉化
如執行緒狀態轉換圖，以下就是Java執行緒狀態的轉換流程，執行緒可以通過實作Runnable介面或者繼承Threa類，然后去實體化Java的執行緒物件，在執行緒被執行之前都是屬于創建態(NEW)，在呼叫start方法后，執行緒就會轉成RUNABLE狀態，在RUNABLE中，當執行緒處于就緒態(Ready)的時候，經過調度分配了cpu資源，這時轉成了運行態，當執行緒被掛起、執行緒執行了yield，執行緒將會退回就緒態，在運行態(RUNABLE)，也會通過一些處理而被阻塞或者等待，終止狀態(TERMINATED)是執行緒執行完畢退出，此時，終止態的執行緒不會直接轉成創建態，
Java執行緒狀態代碼
Java中執行緒的狀態都是在java.lang.Thread.State的列舉類中，
可以看一下以下列舉代碼，分別為(NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED)六種，
public enum State {
NEW,
RUNNABLE,
BLOCKED,
WAITING,
TIMED_WAITING,
TERMINATED;
}
接下來看一下演示代碼
public class T6_Thread_State {
static class Thread1 extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("run - 當前執行緒的狀態: " + this.getState());
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
System.out.println("sleep前 - 當前執行緒的狀態: " + this.getState());
Thread.sleep(1000);
System.out.println("sleep后 - 當前執行緒的狀態: " + this.getState());
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread1 t1 = new Thread1();
System.out.println("main - 當前執行緒的狀態: " + t1.getState());
t1.start();
System.out.println("join前 - 當前執行緒的狀態: " + t1.getState());
t1.join();
System.out.println("join后 - 當前執行緒的狀態: " + t1.getState());
}
}
運行結果，可以只管看到執行緒在運行程序種的狀態切換，
博文推薦
這里推薦給各位一篇很不錯的博客文章，是針對Java執行緒的狀態轉換的詳細介紹
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Java執行緒的6種狀態及切換(透徹講解)_潘建南的博客-CSDN博客_執行緒的5種狀態
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執行緒池 waiting on condition_Java執行緒生命周期與狀態切換_有所不知的博客-CSDN博客
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