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  • 阻塞状态和等待状态的区别
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    2020-10-27 14:39:05

    在进入synchronized方法之前因为抢不到锁对象而进入阻塞状态,进入阻塞队列。进入到synchronized方法后由于调用了wait()方法而进入等待状态,此时进入等待队列,等待其它线程调用它的notify()方法将他唤醒。

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  • java线程的五大状态阻塞状态详解

    千次阅读 2020-08-17 09:45:54
    运行后可能遇到的阻塞状态 二、相关方法 2.1 新生状态 Thread t = new Thread(); 正如我们前面所说的,一个线程开始之后有自己的内存空间,这些工作空间和主内存进行交互,从主内存拷贝数据到工作空间。 当这个...

    一、状态简介

    一个线程的生命周期里有五大状态,分别是:

    1. 新生
    2. 就绪
    3. 运行
    4. 死亡
    5. 运行后可能遇到的阻塞状态

    在这里插入图片描述

    二、相关方法

    2.1 新生状态

    Thread t = new Thread();
    

    正如我们前面所说的,一个线程开始之后有自己的内存空间,这些工作空间和主内存进行交互,从主内存拷贝数据到工作空间。

    当这个语句执行的时候,线程创建,开辟工作空间,也就是线程进入了新生状态。

    2.2 就绪状态

    普通情况,一旦调用了:

    t.start();
    

    start 方法被调用,线程立即进入了就绪状态,表示这个线程具有了运行的条件,但是还没有开始运行,这就是就绪状态。

    线程就绪,但不意味着立即调度执行,因为要等待CPU的调度,一般来说是进入了就绪队列

    但是还有另外三种情况,线程也会进入就绪状态,四种分别是:

    1. start()方法调用;
    2. 本来处于阻塞状态,后来阻塞解除;
    3. 如果运行的时候调用 yield() 方法,避免一个线程占用资源过多,中断一下,会让线程重新进入就绪状态。注意,如果调用 yield() 方法之后,没有其他等待执行的线程,此线程就会马上恢复执行;
    4. JVM 本身将本地线程切换到了其他线程,那么这个线程就进入就绪状态。

    2.3 运行状态

    当CPU选定了一个就绪状态的线程,进行执行,这时候线程就进入了运行状态,线程真正开始执行线程体的具体代码块,基本是 run() 方法。

    注意,一定是从 就绪状态 - > 运行状态,不会从阻塞到运行状态的。

    2.4 阻塞状态

    阻塞状态指的是代码不继续执行,而在等待,阻塞解除后,重新进入就绪状态。

    也就是说,阻塞状态发生肯能是运行状态转过去的, 运行状态 - > 阻塞状态,不会从就绪状态转过去。

    阻塞的方法有四种:

    1. sleep()方法,是占用资源在睡觉的,可以限制等待多久;
    2. wait() 方法,和 sleep() 的不同之处在于,是不占用资源的,限制等待多久;
    3. join() 方法,加入、合并或者是插队,这个方法阻塞线程到另一个线程完成以后再继续执行;
    4. 有些 IO 阻塞,比如 write() 或者 read() ,因为IO方法是通过操作系统调用的。

    上面的方法和start() 一样,不是说调用了就立即阻塞了,而是看CPU。

    2.5 死亡状态

    死亡状态指的是,线程体的代码执行完毕或者中断执行。一旦进入死亡状态,不能再调用 start() 。

    让线程进入死亡状态的方法是 stop() 和 destroy() 但是都不推荐使用,jdk里也写了已过时。

    一般的做法是,在线程内,让线程自身自然死亡,或者加一些代码,想办法让线程执行完毕。

    1. 自然死亡:这个线程体里就是多少次的循环,几次调用,执行完了就完了。
    2. 如果不能自然死亡:加一些终止变量,然后用它作为run的条件,这样,外部调用的时候根据时机,把变量设置为false。

    比如下面的写法,第一种就是我们的正常写法(虽然很简单但是没有用lambda表达式,主要为了和第二种对比)

    /*
        终止线程的方法1:自然死亡
    */
    public class Status implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i=0; i<20; i++){
                System.out.println("studying");
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Status s = new Status();
            new Thread(s).start();
        }
    }
    
    /*
        终止线程的方法2:外部控制
    */
    public class Status implements Runnable{
        //1.加入状态变量
        private boolean flag = true;
        @Override
        //2.关联状态变量
        public void run() {
            while (flag){
                System.out.println("studying");
            }
        }
        //3.对外提供状态变量改变方法
        public void terminate() {
            this.flag = false;
        }
        public static void main(String[] args) {
            Status s = new Status();//1.新生
            new Thread(s).start();//2.就绪,随后进入运行
            //无人为阻塞
            for (int i=0; i<100000; i++){
                if (i==80000){
                    s.terminate();//3.终止
                    System.out.println("结束");
                }
            }
        }
    }
    

    三、阻塞状态详解

    上面的内容,线程的五大状态里,其他四种都比较简单,创建对象的新生态、start开始的就绪态、cpu调度之后进入的运行态,以及正常结束或者外加干预导致的死亡态。

    在这里插入图片描述

    3.1 sleep()

    • sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数:
    • sleep存在异常:InterruptException;
    • sleep时间到了之后线程进入就绪状态;
    • sleep可以模拟网络延时、倒计时等;
    • 每一个对象都有一个无形的锁,sleep不会释放锁。(也就是我们说过的,抱着资源睡觉,这个特点对比wait)

    前面用线程模拟抢票的网络延时,已经做过示例,就是用sleep设置线程阻塞的时间,达到网络延时的效果,让那个同步问题更容易显现出来。

    我们再用龟兔赛跑的例子修改一下,前面兔子和乌龟都是一样各自跑,这次让兔子骄傲的爱睡觉,每隔一段路就睡一段时间。

    public class Racer2 implements Runnable{
        private String winner;
        @Override
        public void run() {
            for (int dis=1; dis<=100; dis++){
                String role = Thread.currentThread().getName();
                //模拟兔子睡觉
                if (dis%10==0 && role.equals("兔子")){
                    try {
                        Thread.sleep(500);//睡
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println(role + " 跑了 " + dis);
                //每走一步,判断是否比赛结束
                if (gameOver(dis))break;
            }
        }
    
        public boolean gameOver(int dis){
            if (winner != null){
                return true;
            } else if (dis == 100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("获胜者是 "+winner);
                return true;
            }
            return false;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Racer2 racer = new Racer2();//1.创建实现类
            new Thread(racer,"兔子").start();//2.创建代理类并start
            new Thread(racer,"乌龟").start();
        }
    }
    

    这里面:

    Thread.sleep(500);//睡
    

    就是让线程进入阻塞状态,并且 500 ms 后,自动进入就绪状态,由 cpu 调度适时重新运行。

    也可以利用 sleep 模拟倒计时,不涉及多个线程,所以直接在主线程里面,主方法里写内容就可以,也不用run什么,直接调用sleep设置阻塞时间。

    public class SleepTime {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            int num = 10;
            while (num>=0){
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(num--);
            }
        }
    }
    

    这就会完成10-0 的倒计时。

    更花哨一点,用 Dateformat 和 Date 实现时间的显示:

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //获取十秒后的时间,然后倒计时
        Date endTime = new Date(System.currentTimeMillis()+1000*10);
        //干预线程的结束
        long end = endTime.getTime();
        DateFormat format = new SimpleDateFormat("mm:ss");
        while (true) {
            System.out.println(format.format(endTime));
            Thread.sleep(1000);
            endTime = new Date(endTime.getTime() - 1000);//-1s
            if (end-10000 > endTime.getTime()){
                break;
            }
        }
    }
    

    3.2 wait() && notify()

    和 sleep() 不同,wait() 方法和 notify() 搭配,可以互相搭配,一个经典的的使用场景以及介绍是在生产者-消费者模型中:

    生产者消费者模型详解

    3.3 yield()

    礼让线程,让当前正在执行的线程暂停,不阻塞线程,而是直接将线程从运行状态转入就绪状态,让cpu调度器重新调度。

    用法和 sleep 是一样的,也是一个静态方法,调用起来的效果比 sleep 弱。

    这是因为,礼让之余,还有 cpu 的调度在影响顺序,所以无法保证达到线程切换的效果, cpu 还是可能调用当前的线程。

    3.4 join()

    join 合并线程,待此线程执行完成后,再执行其他线程。也就是说,阻塞其他的所有线程,所以其实应该是插队线程,所以 join 应该翻译成加入,插入?。

    不同于 sleep 和 yield 方法,join 不是静态方法,是一个普通方法,要通过一个具体的 Thread 对象才能调用 join。

    public class JoinDemo {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread t = new Thread(() -> {
                for (int i=0; i<100; i++){
                    System.out.println("myThread is joining" + i);
                }
            });
    
            t.start();
    
            for (int i=0; i<100; i++){
                if (i == 50){
                    t.join();//插队,此时主线程不能执行,而要执行 t
                }
                System.out.println("main is running" + i);
            }
        }
    }
    

    执行结果可以看出来,等到主线程执行到 i = 50后,t 线程完全执行,直到结束,才继续执行 main 线程。

    (当然,在 i = 50 之前,是不确定的,cpu 给两个线程的安排)

    join 的最重要的部分,就是插队可以保证,这个线程自己一定会先执行完,这是在很多地方需要的逻辑。

    四、利用枚举变量监控线程状态

    回过头看线程的状态转换图:

    在这里插入图片描述
    新生态、死亡态、除了阻塞内部,其他都已经进行了练习,其中,就绪态到运行态之间是不由程序员控制的,所以 java 给这两个状态了一个统一的名称叫 Runnable(不要和Runnable接口搞混)。

    java jdk 里面对于线程状态的区分:

    在这里插入图片描述

    1. NEW 对应没有 Started 的线程,对应新生态;
    2. RUNNABLE,对于就绪态和运行态的合称;
    3. BLOCKED,WAITING,TIMED_WAITING三个都是阻塞态:
      • sleep 和 join 称为WAITING,TIMED_WAITING(设置了时间的话);
      • wait 和 IO 流阻塞称为BLOCKED。
    4. TERMINATED 死亡态。

    我们用一个 demo 观察一下状态的切换过程:

    public class AllState {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            //一个拥有阻塞的线程
            Thread t = new Thread(()->{
                for (int i=0; i<10; i++){
                    try {
                        Thread.sleep(200);//阻塞
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("........I am running.........");
                }
            });
    
            System.out.println(t.getState());//获取状态,此时应该是new
    
            t.start();
            System.out.println(t.getState());//获取状态,此时已经start
    
            //监控阻塞,设置结束条件为监控到 t 线程已经变成 Terminated
            while (!t.getState().equals(Thread.State.TERMINATED)){
                Thread.sleep(200);//主线程每200ms监控一次线程 t
                System.out.println(t.getState());
            }
        }
    }
    

    在这里插入图片描述
    从输出结果可以看到,从 开始的 new 到 runnable(start后),到有线程执行了 running 的runnable,到阻塞的 timed_waiting ,到恢复 runnable,到最终的结束 terminated。

    Thread 还提供了线程数方法,可以计数,结束条件其实还可以改成对于线程数的判断,因为当 t 结束后,线程数就只剩下主线程了

    while (Thread.activeCount() != 1){
        System.out.println(Thread.activeCount());
        Thread.sleep(200);//主线程每200ms监控一次线程 t
        System.out.println(t.getState());
    }
    

    然而,运行起来的时候输出显示的是 3 个线程:

    在这里插入图片描述
    最后 terminated 之后陷入了线程数是 2 的死循环,和预想的不一样。。。

    引入了另一个问题,搜了一下,应该是控制台输出,也是一个线程被监控的。

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  • 16.3.2 运行状态阻塞状态什么时候线程处于运行状态什么时候线程进入阻塞状态什么时候线程由阻塞状态进入就绪状态线程状态转换图document.querySelector(".post-body > ul").style.display="none"16.3.2 运行状态和...



    16.3.2 运行状态和阻塞状态

    什么时候线程处于运行状态

    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执行;不过当线程数大于处理器数时,依然会存在多个线程在同一个CPU上轮换的现象。(注意多处理器的机器上是并行: parallel,单处理器上是并发)
    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),线程在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于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,让其他线程获得执行的机会。在选择下一个线程时,系统会考虑线程的优先级。
    所有现代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()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。

    什么时候线程进入阻塞状态

    当发生如下情况时,线程将会进入阻塞状态。

    1. 线程调用sleep()方法主动放弃所占用的处理器资源。
    2. 线程调用了一个阻塞式IO方法,在阻塞式IO方法返回之前,该线程被阻塞。
    3. 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的时候
    4. 线程在等待某个通知(notify)。
    5. 程序调用了线程的suspend()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

    什么时候线程由阻塞状态进入就绪状态

    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。

    1. 调用sleep方法的线程经过了指定时间
    2. 线程调用的阻塞式IO方法已经返回。
    3. 线程成功地获得了试图取得的同步监视器。
    4. 线程正在等待某个通知时,其他线程发出了一个通知
    5. 处于挂起状态的线程被调用了resumed()恢复方法。

    线程状态转换图

    图16.4显示了线程状态转换图。
    这里有一张图片
    从图16.4中可以看出,线程从阻塞状态只能进入就绪状态,无法直接进入运行状态。而就绪状态和运行状态之间的转换通常不受程序控制,而是由系统线程调度所决定,当处于就绪状态的线程获得处理器资源时,该线程进入运行状态;当处于运行状态的线程失去处理器资源时,该线程进入就绪状态。但有个方法例外,调用yield()方法可以让运行状态的线程转入就绪状态

    原文链接: 16.3.2 运行状态和阻塞状态

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    进入阻塞状态

    一个线程进入阻塞状态,可能有如下原因:

    1. 通过调用sleep(millseconds)使任务进入休眠状态,在这种状态下,任务在指定的时间内不会运行.

    2. 通过wait()使线程挂起.直到线程得到了notify()或notifyAll()消息,或是signal()和singalAll(),线程才会进入就绪状态.

    3. 任务在等待某个输入/输出完成.

    4. 任务试图在某个对象上调用其同步控制方法,但是对象锁不可用,因为另一个任务已经获取了这个锁.

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  • 各位大神。。...我每个链接都设置成了非阻塞模式,在TCP通讯过程中反复插拔网线,偶尔会出现SELECT任务被挂起的情况,我加了mark,在recv前的mark = recv后mark+1,然后任务被挂起。。。。请帮帮我
  • 阻塞状态的recv返回值

    千次阅读 2014-06-13 02:13:57
    recv是socket编程中最常用的函数之一,在阻塞状态的recv有时候会返回不同的值,而对于错误值也有相应的错误码,分别对应不同的状态,下面是我针对常见的几种网络状态的简单总结。  首先阻塞接收的recv有时候会返回...

空空如也

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阻塞状态