Java線程狀態(tài)及切換、關閉線程的正確姿勢分享

更新時間：2019年10月18日 08:32:47 作者：張小云的博客

這篇文章主要給大家介紹了關于Java線程狀態(tài)及切換、關閉線程的正確姿勢，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者使用Java具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面來一起學習學習吧

前言

在講線程之前有必要討論一下進程的定義：進程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上運行的過程，它是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。進程實體由程序段，數(shù)據(jù)段 PCB（進程控制塊）組成。線程又是什么？線程可以看做輕量級進程，線程是進程的執(zhí)行單元，是進程調(diào)度的基本單位

本文將詳細介紹關于Java線程狀態(tài)及切換、關閉線程的相關內(nèi)容，下面話不多說了，來一起看看詳細的介紹吧

1、線程狀態(tài)及切換

Java中的線程有六種狀態(tài)，使用線程Thread內(nèi)的枚舉類來實現(xiàn)，如下，我對每個狀態(tài)都進行了一定的解釋。

public enum State {
  /** 表示一個線程還沒啟用（即未調(diào)用start方法）*/
  NEW,

  /**
   * JVM中執(zhí)行的線程都是處于這個狀態(tài)的，但是處于這個狀態(tài)不一定在JVM中執(zhí)行，
   * 也就是說，只有這個狀態(tài)有資格被JVM調(diào)度從而獲得時間片執(zhí)行。
   */
  RUNNABLE,

  /**
   * 線程在等待獲取鎖資源從而進入阻塞狀態(tài)，
   * 在這個狀態(tài)中，其一直監(jiān)視鎖的動態(tài)，隨時準備搶占鎖
   * 若獲得鎖資源，重新進入RUNNABLE狀態(tài)
   */
  BLOCKED,

  /**
   * 當調(diào)用Object.wait、Thread.join或者LockSupport類的park方法的時候，線程進入此狀態(tài)，
   * 該狀態(tài)若無其他線程主動喚醒，則無期限的等待。
   * 喚醒的方法包括：Object.notify（喚醒隨機一個）、Object.notifyAll（喚醒全部線程），
   * 被喚醒的線程重新進入RUNNABLE狀態(tài)
   */
  WAITING,

  /**
   * 同WAITING狀態(tài)，不過不同的是調(diào)用的方法加上了時間的限制，
   * 例如：Object.wait(10)、Thread.sleep(10)、Thread.join(10)、LockSupport.parkNanos(10)、LockSupport.parkUntil(10)這些方法
   * 喚醒的方法有兩種：
   *  1、時間過期。
   *  2、其他線程調(diào)用了notify或者notifyAll
   * 喚醒之后同樣進入RUNNABLE狀態(tài)
   */
  TIMED_WAITING,

  /** 線程的終點（正常死亡或者被終止）*/
  TERMINATED;
 }

除了NEW和TERMINATED之外，其他的狀態(tài)都是可以相互轉(zhuǎn)換的，其轉(zhuǎn)換過程如下圖所示

這里特別講一下RUNNABLE狀態(tài)，在這個狀態(tài)中線程并不一定在執(zhí)行程序，只有被JVM調(diào)度的線程才能獲得執(zhí)行的時間片，并且只有這個狀態(tài)的線程才能夠獲得時間片，換句話說，被JVM調(diào)度并且獲得時間片是只屬于處于RUNNABLE狀態(tài)線程的權利。為了便于理解，可以將RUNNABLE分成Runnable和Running兩個狀態(tài)（當然，你也可以換成其他的，這里我只是自己好理解），那么上面的線程轉(zhuǎn)換圖就轉(zhuǎn)變成了下面這樣（參考《Java并發(fā)編程的藝術》中的線程狀態(tài)圖）：

關于線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的例子，可以通過下面的代碼加深理解

public class Test {
 public static void main(String[] args) {
  Test test = new Test();
  // 1.NEW狀態(tài)
  Thread thread = new Thread(() -> {
   // 3.進行test對象鎖的爭奪，若搶到鎖則繼續(xù)執(zhí)行，否則進入BLOCKED狀態(tài)監(jiān)控該鎖，重新獲得后進入RUNNABLE 
   synchronized (test) {
    try {
     // 4.進入TIMED_WAITING狀態(tài)，100ms后重新進入RUNNABLE狀態(tài)爭奪時間片 
     Thread.sleep(100);
     // 5.重新獲得時間片之后，進入WAITING狀態(tài) 
     test.wait();
    } catch (InterruptedException e) {
     e.printStackTrace();
    }
   }
   // 6.正常run()方法執(zhí)行完畢后線程結束，進入TERMINATED 
  });
  // 2.調(diào)用start()方法，線程進入RUNNABLE狀態(tài)
  thread.start();
 }
}

注：代碼執(zhí)行的順序為注釋的序號

2、正確的結束一個線程

在上面的例子中我們看到線程的run方法正常執(zhí)行完畢之后線程就正常死亡進入TERMINATED狀態(tài)了，那么如果我們有中途停止線程的需求，我們應該如何正確的結束一個線程呢？

使用interrupt()方法：在線程內(nèi)部，其定義了一個變量來標識當前線程是否處于被打斷狀態(tài)，調(diào)用interrupt()方法則使這個狀態(tài)變?yōu)閠rue。我們采用這個方法加異常處理的方式來結束一個線程。

　　public static void main(String[] args) {
  Thread thread = new Thread(() -> {
   try {
    Thread.sleep(1);
   } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    // 這里的return是必須的，原因后面說明
    return;
   }
   System.err.println("thread interrupt test...");
  });
  thread.start();
  thread.interrupt();
  System.out.println("main thread end...");
 }

// 結果圖：異常后面的語句不會打印

　　這里關于線程中的打斷標識變量（之后以interrupt稱）需要說明的是，在特定的情況下其狀態(tài)會被重置。

　　 1、線程內(nèi)部在catch了異常了之后interrupt的狀態(tài)會被重置為false。

2、線程調(diào)用了Thread.interrupted()方法之后，interrupt的狀態(tài)會被重置為false。如果需要判斷線程是否中斷的話可以使用對象方法isInterrupted()，此方法不會重置。

所以在剛才的代碼中需要加入return來結束線程，否則的話線程還是會繼續(xù)往下執(zhí)行，如下圖

使用isInterrupted()實現(xiàn)：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 Thread thread = new Thread(() -> {
  while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
   int k = 0;
   while (k++ < 10) {
    System.out.println("do something..." + k);
   }
  }
 System.err.println("thread end...");
 });
 thread.start();
 Thread.sleep(1);
 // 主線程流程執(zhí)行完了，需要停止線程
 thread.interrupt();
}

使用標識位來實現(xiàn)：定義一個變量標識線程是否終止，若終止了則退出run方法。跟上面isInterrupted()的實現(xiàn)一樣，不過換成了volatile變量而已。

public class Test {

 public static volatile boolean interrupted = false;

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  Thread thread = new Thread(() -> {
   while (!interrupted) {
    int k = 0;
    while (k++ < 10) {
     if (interrupted) {
      System.err.println("thread invoke end....");
      return;
     }
     System.out.println("do something..." + k);
    }
   }
  System.err.println("thread end...");
  });
  thread.start();
  Thread.sleep(1);
  // 主線程流程執(zhí)行完了，需要停止線程
  interrupted = true;
 }
}
// 結果圖

　stop()方法——不正確的線程中斷方法

　　在線程提供的方法中還有一個方法可以強制關閉線程——stop()。這個方法可以說是相當?shù)陌缘溃o人一種“我不管，我就是要你現(xiàn)在立刻死亡（指線程）”的感覺，并且其還會釋放線程所有的鎖資源，這樣可能會導致出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致從而出現(xiàn)線程不安全的情況，如下面例子。

public class Test {

  public static volatile boolean flag = false;
  public int state = 0;

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
   Test test = new Test();
   Thread thread = new Thread(() -> {
    synchronized (test) {
     try {
      test.state = 1;
      Thread.sleep(100);
      if (flag) {
       test.state = 2;
      }
      System.err.println("thread execute finished...");
     } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
     }
    }
   });
   thread.start();
   Thread.sleep(1);
   thread.stop();
   flag = true;
   System.out.println("state狀態(tài)：" + test.state);
  }
}
// 在這段代碼中，進入線程時默認將state賦為1，接著過一段時間后如果觸發(fā)了特定條件則把state賦為2，但是在特定條件觸發(fā)之前，線程就被終止掉了，這個特定條件雖然符合但卻沒辦法執(zhí)行，從而導致數(shù)據(jù)的不一致。
// 結果圖