JAVA学习笔记16——线程生命周期

当线程被创建并启动以后，它既不是一启动就进入了执行状态，也不是一直处于执行状态，在线程的生命周期中，它要经过新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocking)和死亡(Dead)5种状态。尤其是当线程启动以后，它不可能一直"霸占"着CPU独自运行，所以CPU需要在多条线程之间切换，于是线程状态也会多次在运行、阻塞之间切换。

 

新建和就绪状态

当程序使用new关键字创建了一个线程之后，该线程就处于新建状态，此时它和其他的Java对象一样，仅仅由Java虚拟机为其分配内存，并初始化其成员变量的值。此时的线程对象没有表现出任何线程的动态特征，程序也不会执行线程的线程执行体。

当线程对象调用了start()方法之后，该线程处于就绪状态，Java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器，处于这个状态中的线程并没有开始运行，只是表示该线程可以运行了。至于该线程何时开始运行，取决于JVM里线程调度器的调度。

注意：

启动线程使用start()方法，而不是run()方法！永远不要调用线程对象的run()方法！调用start()方法来启动线程，线程会把该run()方法当成线程执行体来处理；但如果直接调用线程对象的run()方法，则run()方法立即就会被执行，而且在run()方法返回之前其他线程无法并发执行——也就是说，如果直接调用线程对象的run()方法，系统把线程对象当成一个普通对象，而run()方法也是一个普通方法，而不是线程执行体。

public class InvokeRun extends Thread {
	private int i;

	// 重写run方法，run方法的方法体就是线程执行体
	public void run() {
		for (; i < 100; i++) {
			// 直接调用run方法时，Thread的this.getName返回的是该对象名字，
			// 而不是当前线程的名字。
			// 使用Thread.currentThread().getName()总是获取当前线程名字
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			// 调用Thread的currentThread方法获取当前线程
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
			if (i == 20) {
				// 直接调用线程对象的run方法，
				// 系统会把线程对象当成普通对象，run方法当成普通方法，
				// 所以下面两行代码并不会启动两条线程，而是依次执行两个run方法
				new InvokeRun().run();
				new InvokeRun().run();
			}
		}
	}
}

上面程序创建线程对象后直接调用了线程对象的run()方法，程序运行的结果是整个程序只有一个线程：主线程。还有一点需要指出，如果直接调用线程对象的run()方法，则run()方法里不能直接通过getName()方法来获得当前执行线程的名字，而是需要使用Thread.currentThread()方法先获得当前线程，再调用线程对象的getName()方法来获得线程的名字。

通过上面程序不难看出，启动线程的正确方法是调用Thread对象的start()方法，而不是直接调用run()方法，否则就变成单线程程序了。

需要指出的是，调用了线程的run()方法之后，该线程已经不再处于新建状态，不要再次调用线程对象的start()方法。

 

注意：

只能对处于新建状态的线程调用start()方法，否则将引发IlleglThreadStateException异常。

调用线程的start()方法，该线程立即进入就绪状态——就绪状态相当于"等待执行"，但该线程并未真正进入运行状态。

 

提示：

如果希望调用子线程的start()方法后子线程立即开始执行，程序可以使用Thread.sleep(1)来人当前的线程(主线程)睡眠1毫秒——1毫秒就够了，因为在这1毫秒内CPU不会空闲，它会去执行另一个处于就绪状态的线程，这样就可让子线程立即开始执行。

 

运行和阻塞状态

如果处于就绪状态的线程获得了CPU，开始执行run()方法的线程执行体，则该线程处于运行状态，如果计算机只有一个CPU，那么在任何时刻只有一个线程处于运行状态。当然，在一个多处理器的机器上，将会有多个线程并行(注意是并行:prarlle)执行；当线程数大于处理器数时，依然会存在多个线程再同一个CPU上轮换的现象。

 

当一个线程开始运行后，它不可能一直处于运行状态(除非它的线程执行体足够短，瞬间就执行结束了)，线程再运行过程中需要被中断，目的是使其他线程获得执行的机会，线程调度的细节取决底层平台所采用的策略。对于采用抢占式策略的系统而言，系统会给每个可执行的线程一个小时间段来处理任务；当该时间段用完后，系统就会剥夺该线程所占用的资源，糖其他线程获得执行的机会。在选择下一个线程时，线程会考虑线程的优先级。

 

所有线程的桌面和服务器操作系统都采用抢占式调度策略，但一些小型设备如手机则可能采用协作式调度策略，在这样的系统中，只有当一个线程调用了它的sleep()或yield()方法后才会放弃所占用的资源——也就是必须由该线程主动放弃所占用的资源。

 

当发生如下情况时，线程将会进入阻塞状态。

●线程调用了sleep()方法主动放弃所占用的处理器资源。

●线程调用了一个阻塞式IO方法，在该方法返回之前，该线程被阻塞。

●线程试图获得一个同步监视器，但该同步监视器正被其他线程所持有。

●线程在等待某个通知(notify)。

●程序调用了线程的supend()方法将该线程挂起。但这个方法容易导致死锁，所以应该尽量避免使用该方法。

 

当前正在执行的线程被阻塞之后，其他线程就可以获得执行的机会。被阻塞的线程会在合适的时候重新进入就绪状态，注意是就绪状态而不是运行状态。也就是说，被阻塞线程的阻塞解除后，必须重新等待线程调度器再次调度它。

 

针对上面几种情况，当发生如下特定的情况时可以解除上面的阻塞，让该线程重新进入就绪状态。

●调用sleep()方法的线程经过了指定时间。

●线程调用的阻塞式IO方法已经返回。

●线程成功地获得了试图取得的同步监视器。

●线程正在等待某个通知时，其他线程发出一个通知。

●处于挂起状态的线程被调用了resume()恢复方法。

 

线程死亡

线程会以如下三种方式结束，结束后就处于死亡状态。

●run()或call()方法执行完成，线程正常结束。

●线程抛出一个未捕获的Exception或Error。

●直接调用该线程的stop()方法来结束该线程——该方法容易导致死锁，通常不推荐使用。

 

注意：

当主线程结束时，其他线程不受任何影响，并不会随之结束。一旦子线程启动起来后，它就拥有和主线程相同的地位，它不受主线程的影响。

为了测试某个线程是否已经死亡，可以调用现场对象的isAlive()方法，但线程处于就绪、运行、阻塞三种状态时，该方法将返回true；当线程处于新建、死亡两种状态时，该方法将返回false。

 

注意：

不要试图对一个已经死亡的线程调用start()方法使它重新启动，死亡就是死亡，该线程将不可再次作为线程执行。否则会产生IllegalThreadStateException异常。

下面程序尝试对处于死亡状态的线程再次调用start()方法。

public class StartDead extends Thread {
	private int i;

	// 重写run方法，run方法的方法体就是线程执行体
	public void run() {
		for (; i < 100; i++) {
			System.out.println(getName() + " " + i);
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		// 创建线程对象
		StartDead sd = new StartDead();
		for (int i = 0; i < 300; i++) {
			// 调用Thread的currentThread方法获取当前线程
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
			if (i == 20) {
				// 启动线程
				sd.start();
				// 判断启动后线程的isAlive()值，输出true
				System.out.println(sd.isAlive());
			}
			// 只有当线程处于新建、死亡两种状态时isAlive()方法返回false。
			// 当i > 20，则该线程肯定已经启动过了，如果sd.isAlive()为假时，
			// 那只能是死亡状态了。
			if (i > 20 && !sd.isAlive())

			{
				// 试图再次启动该线程
				sd.start();
			}
		}
	}
}

上面程序试图在线程已死亡的情况下再次调用start()方法来启动该线程。运行上面程序，将引发IllegalThreadStateException异常，这表明处于死亡状态的线程无法再次运行了。

 

注意：

不要对处于死亡的线程调用start()方法，程序只能对新建状态的线程调用start()方法，对新建状态的线程两次调用start()方法也是错误的。这都会引发IllegalThreadStateException异常。