漫話:如何給女朋友解釋為什么Java線程沒有Running狀態(tài)?
在多線程操作系統(tǒng)中,通常是在一個進程中包括多個線程,每個線程都是作為利用CPU的基本單位,是花費最小開銷的實體。
線程是有狀態(tài)的,線程的狀態(tài)被定義在Thread.State枚舉中,在Java Doc中也有明確的解釋:
通過查看源碼以及閱讀Java Doc,我們可以知道,線程主要有以下6種狀態(tài):
- NEW
當一個線程被創(chuàng)建出來的,但是還沒調(diào)用start()方法的時候,他處于NEW狀態(tài)。
- RUNNABLE
在Java虛擬機中執(zhí)行的線程處于這種狀態(tài)
- BLOCKED
正在等待鎖的阻塞線程處于這種狀態(tài)。
- WAITING
不確定地等待另一個線程執(zhí)行某個特定操作的線程就是處于這種狀態(tài),進入該狀態(tài)的線程需要等待其他線程做出一些特定動作(通知或中斷)。
- TIMED_WAITING
在指定的等待時間內(nèi)等待另一個線程執(zhí)行某個操作的線程處于這種狀態(tài)。該狀態(tài)不同于WAITING,它可以在指定的時間后自行返回。
- TERMINATED
已經(jīng)退出的線程處于這種狀態(tài)。
在指定的時間點,線程只能處于一種狀態(tài)。但是需要注意的是這些狀態(tài)表示的是虛擬機中線程的狀態(tài),而不是任何操作系統(tǒng)線程狀態(tài)。
線程之間的狀態(tài)是可以互相轉(zhuǎn)換的,如下圖:
上圖,就是線程的6種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖,當遇到不同的操作或者事件的時候,線程的狀態(tài)就可能發(fā)生變化。
Java Doc中說在Java虛擬機中正在執(zhí)行的線程處于RUNNABLE狀態(tài),但是,在操作系統(tǒng)層面,一個線程要想被執(zhí)行,是需要獲得CPU的使用權(quán)的。
我們其實還可以把RUNNABLE狀態(tài)進一步細化一下,根據(jù)線程是否獲得了CPU的使用權(quán)分成兩種:
就緒(READY):線程對象創(chuàng)建后,其他線程(比如main線程)調(diào)用了該對象的start()方法。該狀態(tài)的線程位于可運行線程池中,等待被線程調(diào)度選中并分配cpu使用權(quán) 。
運行中(RUNNING):就緒(READY)的線程獲得了cpu 時間片,開始執(zhí)行程序代碼。
也就是說,當一個線程被創(chuàng)建出來之后,執(zhí)行了start方法之后,在沒有獲得cpu的使用權(quán)的時候,他就是就緒狀態(tài)(READY),在獲得了CPU的使用權(quán),開始執(zhí)行的時候,就是運行狀態(tài)(RUNNING)了。
為什么沒有定義RUNNING狀態(tài)?
對于現(xiàn)在的分時操作系統(tǒng)來說,在單CPU情況下,所有的線程其實都是串行執(zhí)行的。但是為了讓我們看起來像是在并發(fā)執(zhí)行,人們把CPU的執(zhí)行分成很多個小的時間片。
哪個進程得到時間片,那個線程就執(zhí)行,時間片到了之后,就要釋放出CPU,再重新進行爭搶時間片。
只要把時間片劃分的足夠細,那么多個程序雖然在不斷的串行執(zhí)行,但是看起來也像是在同時執(zhí)行一樣。
那么,CPU的時間片其實是很短的,一般也就是10-20毫秒左右。
那么,也就是說,在一秒鐘之內(nèi),同一個線程可能一部分時間處于READY狀態(tài)、一部分時間處于RUNNING狀態(tài)。
那么如果,明確的給線程定義出RUNNING狀態(tài)的話,有一個很大的問題,就是這個狀態(tài)其實是不準的。
因為當我們看到線程是RUNNING狀態(tài)的時候,很有可能他已經(jīng)丟失了CPU時間片了。
對于線程的狀態(tài),我們只需要知道,他當前有沒有在"正在參與執(zhí)行"就行了,何為"參與執(zhí)行"?
就是他的狀態(tài)是可執(zhí)行的,只要獲得時間片,就能立即執(zhí)行。
那這不就是RUNNABLE嗎?
所以,Java就沒有給線程定義RUNNING狀態(tài),而是定義了一個RUNNABLE狀態(tài)。
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