Java线程生命周期的终止与复位怎么实现

2023-07-02 15:18

短信预约 -IT技能 免费直播动态提醒

这篇文章主要介绍“Java线程生命周期的终止与复位怎么实现”，在日常操作中，相信很多人在Java线程生命周期的终止与复位怎么实现问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Java线程生命周期的终止与复位怎么实现”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

Thread生命周期

生命周期概述

Java的线程状态描述放在Thread类里面的枚举类State中.总共包含了6中状态（从出生到死亡）。

public enum State {        NEW,        RUNNABLE,        BLOCKED,        WAITING,        TIMED_WAITING,        TERMINATED;}

线程生命周期流程图

Java线程生命周期的终止与复位怎么实现

线程生命周期测试

public class ThreadStatusDemo {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        // 测试 NEW RUNNABLE TERMINATED        Thread terminated_thread = new Thread(() -> {            long start = System.currentTimeMillis();            // 运行三秒 ,打印TERMINATED_THREAD线程runnable状态            while (System.currentTimeMillis()-start<3000){}        }, "TERMINATED_THREAD");        // NEW        Thread.State state = terminated_thread.getState();        System.out.println(terminated_thread.getName()+" :state = " + state);        terminated_thread.start();        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);        // RUNNABLE        Thread.State state1 = terminated_thread.getState();        System.out.println(terminated_thread.getName()+"state1 = " + state1);        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);        Thread.State state2 = terminated_thread.getState();        // TERMINATED        System.out.println(terminated_thread.getName()+"state2 = " + state2);        // RUNNABLE        new Thread(() -> {            while (true) {            }        }, "Runnle_Thread").start();        // TIMED_WAITING        new Thread(() -> {            while (true) {                try {                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }, "Time_Waiting_Thread").start();        // WAITING        new Thread(() -> {            while (true) {                synchronized (ThreadStatusDemo.class) {                    try {                        ThreadStatusDemo.class.wait();                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            }        }, "Waiting_Thread").start();        // 这两个看谁先抢占到cpu获得锁,另一个就blocked        // timed_waiting        new Thread(new BlockedDemo(), "Blocke01_Thread").start();        // blocked        new Thread(new BlockedDemo(), "Blocke02_Thread").start();    }    static class BlockedDemo extends Thread {        @Override        public void run() {            synchronized (BlockedDemo.class) {                while (true) {                    try {                        TimeUnit.SECONDS.sleep(100);                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            }        }    }}

Java线程生命周期的终止与复位怎么实现

启动线程

java中的启动

Java启动一个线程调用start方法,start方法内部调用了 start0()native方法。

public synchronized void start() {    . . .    boolean started = false;    try {         // 调用native方法        start0();        started = true;    } finally {        try {            if (!started) {                group.threadStartFailed(this);            }        } catch (Throwable ignore) {                    }    }}

这个测试是为了验证上图的正确性,只贴了部分.

Hotspot中的启动

查看指引：

Java线程生命周期的终止与复位怎么实现

在jvm.cpp找到JVM_StartThread方法。发现是先创建个 JavaThread作为本地线程然后启动这个本地线程（借助os【thread.cpp】,因为jvm是跨平台的，这里是以linux-os为示例）

JVM_ENTRY(void, JVM_StartThread(JNIEnv* env, jobject jthread))  JVMWrapper("JVM_StartThread");  JavaThread *native_thread = NULL;  bool throw_illegal_thread_state = false;  {    MutexLocker mu(Threads_lock);    if (java_lang_Thread::thread(JNIHandles::resolve_non_null(jthread)) != NULL) {      throw_illegal_thread_state = true;    } else {      jlong size =             java_lang_Thread::stackSize(JNIHandles::resolve_non_null(jthread));      size_t sz = size > 0 ? (size_t) size : 0;      // 先创建一个JavaThread      native_thread = new JavaThread(&thread_entry, sz);      if (native_thread->osthread() != NULL) {        native_thread->prepare(jthread);      }    }  }  if (throw_illegal_thread_state) {    THROW(vmSymbols::java_lang_IllegalThreadStateException());  }  assert(native_thread != NULL, "Starting null thread?");  if (native_thread->osthread() == NULL) {    delete native_thread;    if (JvmtiExport::should_post_resource_exhausted()) {      JvmtiExport::post_resource_exhausted(        JVMTI_RESOURCE_EXHAUSTED_OOM_ERROR | JVMTI_RESOURCE_EXHAUSTED_THREADS,        "unable to create new native thread");    }    THROW_MSG(vmSymbols::java_lang_OutOfMemoryError(),              "unable to create new native thread");  }  // 然后启动这个本地线程 thread.cpp  Thread::start(native_thread);JVM_END

JavaThread 创建线程：

JavaThread::JavaThread(ThreadFunction entry_point, size_t stack_sz) :  Thread()#if INCLUDE_ALL_GCS  , _satb_mark_queue(&_satb_mark_queue_set),  _dirty_card_queue(&_dirty_card_queue_set)#endif // INCLUDE_ALL_GCS{  if (TraceThreadEvents) {    tty->print_cr("creating thread %p", this);  }  initialize();  _jni_attach_state = _not_attaching_via_jni;  set_entry_point(entry_point);  os::ThreadType thr_type = os::java_thread;  thr_type = entry_point == &compiler_thread_entry ? os::compiler_thread :                                                     os::java_thread// 调用os(操作系统)创建个线程  os::create_thread(this, thr_type, stack_sz);  _safepoint_visible = false;   . . .}

thread.cpp 启动线程：

// tips: 启动线程的方法void Thread::start(Thread* thread) {  trace("start", thread);  // Start is different from resume in that its safety is guaranteed by context or  // being called from a Java method synchronized on the Thread object.  if (!DisableStartThread) {    if (thread->is_Java_thread()) {      // Initialize the thread state to RUNNABLE before starting this thread.      // Can not set it after the thread started because we do not know the      // exact thread state at that time. It could be in MONITOR_WAIT or      // in SLEEPING or some other state.      // tips:启动之后设置线程的状态为 可运行状态 RUNNABLE      java_lang_Thread::set_thread_status(((JavaThread*)thread)->threadObj(),                                          java_lang_Thread::RUNNABLE);    }    // 借助操作系统启动线程    os::start_thread(thread);  }}

线程中断与复位

不要使用stop方法

线程的终止不要简单的调用 stop方法，这个方法和其他的线程控制方法（suspend,resume）一样都是过期了不建议使用的，这些方法都是不安全的。例如stop()方法在结束一个线程的时候并不保证线程资源的正常释放，因此可能导致出现一些不确定的状态。按照人类逻辑来理解:T1线程调用方法修改T2线程的状态,但是T2现在在做什么T1是不清楚的，所以强制他关闭就是不安全的，就好比在Linux中使用 kill -9 杀掉一个进程。

使用interrupt方法

interrupt()方法只是修改了被中断线程的中断标志，并没有做什么过分的事儿。就像平时写代码的时候修改某对象的标志，对象自己通过标志类决定执行什么逻辑。这里也是一样，interrupt()方法修改中断标志，被中断的线程，自己决定做什么事儿(中断或者不中断都是被中断线程自己决定的，外部只是通知他，不是强迫他)。追一下源码。

Java调用interrupt方法

Java线程生命周期的终止与复位怎么实现

通过指引找到 jvm.cpp#JVM_Interrupt方法

Java线程生命周期的终止与复位怎么实现

thread.cpp interrupt 借用操作系统。直接通过系统调用 interruptvoid Thread::interrupt(Thread* thread) {  trace("interrupt", thread);  debug_only(check_for_dangling_thread_pointer(thread);)  // tips: 调用操作系统的interrupt方法  os::interrupt(thread);}

这里还是以os_linux.cpp为例最终调用osthread的set_interrupted修改状态

Java线程生命周期的终止与复位怎么实现

这里就印证了上方的 Thread.interrupt()只是修改了线程的一个标志位，并没有做什么过分的事儿。

线程的复位

interrupted与isInterrupted

这两个放在一起是因为他们底层都是调用的同一个native方法isInterrupted()只是给了不同的入参。再就是，有过面试官问到他两的区别，所以干脆放在一起。首先说结论，isInterrupted()会返回线程的中断状态，interrupted()不仅会返回中断状态，而且如果线程处于状态状态还会将线程终端状态复位(清除中断状态)。

Java线程生命周期的终止与复位怎么实现

os_linux.cpp的is_interrupted()方法印证了上面说的isInterrupted()会返回线程的中断状态，interrupted()不仅会返回中断状态，而且如果线程处于状态状态还会将线程终端状态复位(清除中断状态)。

其他的线程复位

在Java中只要抛出了InnterruptException异常的方法都对线程进行了复位。先理顺下为什么要这么做:查看下基本上抛出InnterruptException异常的方法都是线程阻塞方法，比如sleep(),wait(),join()。这类方法执行后线程会处于TIMED_WAITING或者WAITING状态，处于这类状态的线程是不受控的（线程丧失了对自己的主导，需要其他的线程唤醒，或者阻塞时间到达才能拥有自己的主导权）,这个时候线程中断，线程自己却没办法处理。甚至可能永远等不到释放而无法执行中断。所以，在线程是中断状态下，执行方法让线程阻塞,就要抛出一个异常告诉外界，我现在是阻塞状态，并且将中断标记复位，方便外界进行处理(例如中断线程的执行或者继续阻塞方法),相当于给了外界一个改变线程状态的入口。以sleep()为例追踪下源码:

Java线程生命周期的终止与复位怎么实现