线程的几种状态分别是什么
在计算机科学领域中,线程是指操作系统能够进行调度的最小单位,是程序的执行流程。在一个程序中,可以开启多个线程,每个线程都可以并发执行,提高了程序的效率和性能。但是,线程的状态在多线程编程中具有十分重要的意义。本文将从多个角度分析线程的几种状态。
一、线程的状态
在多线程编程中,线程的状态可以分为五种,分别是新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态和死亡状态。
1. 新建状态
当创建了线程对象时,线程并没有开始运行,此时线程处于新建状态。新建状态是指该线程已被创建,但是还没有启动运行。线程会一直处于新建状态,直到调用 start() 方法启动线程。
2. 就绪状态
当线程对象调用 start() 方法之后,线程处于就绪状态。就绪状态是指该线程已经准备好了运行,等待CPU的调度。一旦CPU调度器分配到了该线程的CPU时间片,该线程就进入了运行状态。
3. 运行状态
线程进入运行状态后,它的 run() 方法就会被调用,并且开始执行线程代码,直到线程执行完毕或者被抢占CPU时间片,进入就绪状态。
4. 阻塞状态
线程进入阻塞状态是因为某些原因导致线程无法继续执行,必须等待一些条件的满足才能继续执行。阻塞状态可以分成以下四种:
(1)等待阻塞:等待其他线程完成某些操作。调用 wait() 方法可将线程置于等待阻塞状态。
(2)同步阻塞:线程等待获得一个同步锁。当线程试图获得一个对象锁,而该锁正在被其他线程持有时,线程就会进入同步阻塞状态。
(3)休眠阻塞:在执行 sleep(long millis) 或者线程调用了 join() 时,线程会进入休眠阻塞状态。
(4)其他阻塞:处于阻塞状态的线程如果调用了 Thread.join() 方法加入另外的线程,那么该线程就会进入等待状态,直到目标线程运行结束。
5. 死亡状态
当一个线程的 run() 方法执行完毕后,线程就会进入死亡状态。线程进入死亡状态后,它将不能再被重新启动。
二、线程的状态转换
线程的状态在编程中是动态变化的,线程可以从一个状态转移到另一个状态。如何转换线程的状态也是多线程编程中需要掌握的重要内容。
1. 新建状态转换为就绪状态
线程在创建之后,调用 start() 方法会使其进入就绪状态,等待系统分配CPU时间片。
2. 就绪状态转换为运行状态
当系统分配到该线程的CPU时间片时,该线程就会进入运行状态。
3. 运行状态转换为就绪状态
当线程的 run() 方法执行完毕或线程被抢占CPU时间片时,线程就会进入就绪状态。
4. 运行状态转换为阻塞状态
当线程调用了 wait() 或者 sleep(long millis) 方法时,线程就会进入阻塞状态。
5. 阻塞状态转换为就绪状态
当线程阻塞的条件不再存在,它就会转换为就绪状态。比如,调用了 wait() 方法后,等待的条件被其他线程调用了 notify() 方法,那么阻塞的线程就会转换为就绪状态。
6. 运行状态转换为死亡状态
当线程的 run() 方法执行完毕后,线程就会进入死亡状态。
三、线程状态的运用
了解了线程的几种状态和状态转换,多线程编程就可以更加得心应手。在程序开发时,需要根据不同线程的特点选择不同的状态进行调整。
1. 提高程序性能
使用多线程可以在单个CPU上实现并发执行,提高程序的执行效率和运行性能,因为CPU可以在不同线程之间进行快速地切换。
2. 避免死锁
线程处于阻塞状态时,会占用系统资源,容易导致死锁问题的发生。因此,在编写程序时,需要注意避免阻塞状态出现死锁情况。
3. 合理的线程调度
调度算法是多线程中一个非常重要的问题。为了让线程更高效地运行和细致地调度,需要合理地使用线程的状态,避免线程的阻塞和死锁情况。