简述java线程池的状态（简述java线程池的组成）

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本文目录一览：

• 1、java 线程有哪些状态，这些状态之间是如何转化的
• 2、什么是java线程池
• 3、线程池中空闲的线程处于什么状态？
• 4、超详细的线程池使用解析

java 线程有哪些状态，这些状态之间是如何转化的

线程在它的生命周期中会处于各种不同的状态：
新建、等待、就绪、运行、阻塞、死亡。
1 新建
用new语句创建的线程对象处于新建状态，此时它和其他java对象一样，仅被分配了内存。
2等待
当线程在new之后，并且在调用start方法前，线程处于等待状态。
3 就绪
当一个线程对象创建后，其他线程调用它的start()方法，该线程就进入就绪状态。处于这个状态的线程位于Java虚拟机的可运行池中，等待cpu的使用权。
4 运行状态
处于这个状态的线程占用CPU，执行程序代码。在并发运行环境中，如果计算机只有一个CPU，那么任何时刻只会有一个线程处于这个状态。
只有处于就绪状态的线程才有机会转到运行状态。
5 阻塞状态
阻塞状态是指线程因为某些原因放弃CPU，暂时停止运行。当线程处于阻塞状态时，Java虚拟机不会给线程分配CPU，直到线程重新进入就绪状态，它才会有机会获得运行状态。
6 死亡状态
当线程执行完run()方法中的代码，或者遇到了未捕获的异常，就会退出run()方法，此时就进入死亡状态，该线程结束生命周期。
由于java线程调度不是分时的，如果程序希望干预java虚拟机对线程的调度过程，从而明确地让一个线程给另外一个线程运行的机会，可以采用以下的方法
1 调整各个线程的优先级
2 让处于运行状态的线程调用Thread.sleep(long time)方法 放弃CPU 进入阻塞状态。
sleep方法可能抛出InterruptedException
线程休眠后只能在指定的时间后使线程处于就绪状态。（也就是等待cpu的调度）
3 让处于运行状态的线程调用Thread.yield()方法 只会同优先级让步或更高优先级让步，进入就绪状态。
4 让处于运行状态的线程调用另一个线程的join()方法
当前运行的线程可以调用另一个线程的join()方法，当前运行的线程将转到阻塞状态，直至另一个线程运行结束，它才会转到就绪状态 从而有机会恢复运行。
通过一下几种途径中的一种，线程可以从被阻塞状态到可运行状态。
1 线程被置于睡眠状态，且已经经过指定的毫秒数。
2 线程正在等待I/O操作的完成，且该操作已经完成。
3 线程正在等待另一个线程所持有的锁，且另一个线程已经释放该锁的所有权；（也有可能等待超时。当超时发生时，线程解除阻塞。）
4 线程正在等待某个触发条件，且另一个线程发出了信号表明条件已经发生了变化。（如果为线程的等待设置了一个超时，那么当超时发生时该线程将解除阻塞。）
5 线程已经被挂起，且有人调用了它的resume方法。不过，由于suspend方法已经过时，resume方法也就随之被弃用了，你不应该在自己的代码里调用它。(现在应该用sleep取而代之。)

什么是java线程池

找简述java线程池的状态的资料，你看一下吧简述java线程池的状态：
多线程技术主要解决处理器单元内多个线程执行的问题，它可以显著减少处理器单元的闲置时间，增加处理器单元的吞吐能力。
假设一个服务器完成一项任务所需时间为：T1
创建线程时间，T2
在线程中执行任务的时间，T3
销毁线程时间。
如果：T1
+
T3
远大于
T2，则可以采用线程池，以提高服务器性能。
一个线程池包括以下四个基本组成部分：
1、线程池管理器（ThreadPool）：用于创建并管理线程池，包括
创建线程池，销毁线程池，添加新任务；
2、工作线程（PoolWorker）：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；
3、任务接口（Task）：每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；
4、任务队列（taskQueue）：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。
线程池技术正是关注如何缩短或调整T1,T3时间的技术，从而提高服务器程序性能的。它把T1，T3分别安排在服务器程序的启动和结束的时间段或者一些空闲的时间段，这样在服务器程序处理客户请求时，不会有T1，T3的开销了。
线程池不仅调整T1,T3产生的时间段，而且它还显著减少了创建线程的数目，看一个例子：
假设一个服务器一天要处理50000个请求，并且每个请求需要一个单独的线程完成。在线程池中，线程数一般是固定的，所以产生线程总数不会超过线程池中线程的数目，而如果服务器不利用线程池来处理这些请求则线程总数为50000。一般线程池大小是远小于50000。所以利用线程池的服务器程序不会为了创建50000而在处理请求时浪费时间，从而提高效率。

线程池中空闲的线程处于什么状态？

一:阻塞状态,线程并没有销毁,也没有得到CPU时间片执行;
源码追踪:
for (;;) {
...
workQueue.take();
...
}
public E take()...{
...
while (count.get() == 0) { / /这里就是任务队列中的消息数量
notEmpty.await();
}
...
}
public final void await()...{
...
LockSupport.park(this);
...
}
继续往下:
public static void park(Object blocker) {
Thread t = Thread.currentThread();
setBlocker(t, blocker);
U.park(false, 0L);
setBlocker(t, null);
}
private static final sun.misc.Unsafe U = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
//线程调用该方法，线程将一直阻塞直到超时，或者是中断条件出现。

public native void park(boolean isAbsolute, long time);
上面就是java11线程池中阻塞的源码追踪;
二.对比object的wait()方法:
@FastNative
public final native void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException;
还有Thread的sleep() 方法:
@FastNative
private static native void sleep(Object lock, long millis, int nanos)throws...;
可见,线程池中使用的阻塞方式并不是Object中的wait(),也不是Thread.sleep() ;
这3个方法最终实现都是通过cc++实现的native方法.
三.在<<Java虚拟机(第二版)中,对线程状态有以下介绍:
12.4.3　状态转换
Java语言定义了5种线程状态，在任意一个时间点，一个线程只能有且只有其中的一种
状态，这5种状态分别如下。
1)新建（New）：创建后尚未启动的线程处于这种状态。
2)运行（Runable）：Runable包括了操作系统线程状态中的Running和Ready，也就是处于此
状态的线程有可能正在执行，也有可能正在等待着CPU为它分配执行时间。
3)无限期等待（Waiting）：处于这种状态的线程不会被分配CPU执行时间，它们要等待被
其他线程显式地唤醒。以下方法会让线程陷入无限期的等待状态：
●没有设置Timeout参数的Object.wait（）方法。
●没有设置Timeout参数的Thread.join（）方法。
●LockSupport.park（）方法。
4)限期等待（Timed Waiting）：处于这种状态的线程也不会被分配CPU执行时间，不过无
须等待被其他线程显式地唤醒，在一定时间之后它们会由系统自动唤醒。以下方法会让线程
进入限期等待状态：
●Thread.sleep（）方法。
●设置了Timeout参数的Object.wait（）方法。
●设置了Timeout参数的Thread.join（）方法。
●LockSupport.parkNanos（）方法。
●LockSupport.parkUntil（）方法。
5)阻塞（Blocked）：线程被阻塞了，“阻塞状态”与“等待状态”的区别是：“阻塞状态”在等
待着获取到一个排他锁，这个事件将在另外一个线程放弃这个锁的时候发生；而“等待状
态”则是在等待一段时间，或者唤醒动作的发生。在程序等待进入同步区域的时候，线程将
进入这种状态。
结束（Terminated）：已终止线程的线程状态，线程已经结束执行。

超详细的线程池使用解析

Java 中线程池是运用场景最多的并发框架，几乎所有需要异步或并发执行任务的程序都可以使用线程池。合理的使用线程池可以带来多个好处：

（1） 降低资源消耗 。通过重复利用已创建的线程降低线程在创建和销毁时造成的消耗。

（2） 提高响应速度 。当处理执行任务时，任务可以不需要等待线程的创建就能立刻执行。

（3） 提高线程的可管理性 。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。

线程池的处理流程如上图所示

线程池中通过 ctl 字段来表示线程池中的当前状态，主池控制状态 ctl 是 AtomicInteger 类型，包装了两个概念字段：workerCount 和 runState，workerCount 表示有效线程数，runState 表示是否正在运行、正在关闭等状态。使用 ctl 字段表示两个概念，ctl 的前 3 位表示线程池状态，线程池中限制 workerCount 为(2^29 )-1（约 5 亿）个线程，而不是 (2^31)-1（20 亿）个线程。workerCount 是允许启动和不允许停止的工作程序的数量。该值可能与实际的活动线程数暂时不同，例如，当 ThreadFactory 在被询问时未能创建线程时，以及退出线程在终止前仍在执行记时。用户可见的池大小报告为工作集的当前大小。 runState 提供主要的生命周期控制，取值如下表所示：

runState 随着时间的推移而改变，在 awaitTermination() 方法中等待的线程将在状态达到 TERMINATED 时返回。状态的转换为：

RUNNING - SHUTDOWN 在调用 shutdown() 时，可能隐含在 finalize() 中

(RUNNING 或 SHUTDOWN)- STOP 在调用 shutdownNow() 时

SHUTDOWN - TIDYING 当队列和线程池都为空时

STOP - TIDYING 当线程池为空时

TIDYING - TERMINATED 当 terminate() 方法完成时

开发人员如果需要在线程池变为 TIDYING 状态时进行相应的处理，可以通过重载 terminated() 函数来实现。

结合上图说明线程池 ThreadPoolExecutor 执行流程，使用 execute() 方法提交任务到线程池中执行时分为4种场景：

（1）线程池中运行的线程数量小于 corePoolSize，创建新线程来执行任务。

（2）线程池中运行线程数量不小于 corePoolSize，将任务加入到阻塞队列 BlockingQueue。

（3）如果无法将任务加入到阻塞队列（队列已满），创建新的线程来处理任务（这里需要获取全局锁）。

（4）当创建新的线程数量使线程池中当前运行线程数量超过 maximumPoolSize，线程池中拒绝任务，调用 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution() 方法处理。

源码分析：

线程池创建线程时，会将线程封装成工作线程 Worker，Worker 在执行完任务后，还会循环获取工作队列里的任务来执行。

创建线程池之前，首先要知道创建线程池中的核心参数：

corePoolSize （核心线程数大小）：当提交任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，直到需要执行的任务数大于核心线程数时就不再创建。

runnableTaskQueue （任务队列）：用于保存等待执行任务的阻塞队列。一般选择以下几种：

ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列，按照 FIFO 原则对元素进行排序。

LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，按照 FIFO 原则对元素进行排序。

SynchronousQueue：同步阻塞队列，也是不存储元素的阻塞队列。每一个插入操作必须要等到另一个 线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态。

PriorityBlockingQueue：优先阻塞队列，一个具有优先级的无限阻塞队列。

maximumPoolSize （最大线程数大小）：线程池允许创建的最大线程数，当队列已满，并且线程池中的线程数小于最大线程数，则线程池会创建新的线程执行任务。当使用无界队列时，此参数无用。

RejectedExecutionHandler （拒绝策略）：当任务队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须使用拒绝策略来处理新提交的任务。JDK 内置拒绝策略有以下 4 种：

AbortPolicy：直接抛出异常

CallerRunsPolicy：使用调用者所在的线程来执行任务

DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最近的一个任务来执行当前任务

DiscardPolicy：直接丢弃不处理

可以根据应用场景来实现 RejectedExecutionHandler 接口自定义处理策略。

keepAliveTime （线程存活时间）：线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。

TimeUnit （存活时间单位）：可选单位DAYS（天）、HOURS（小时）、MINUTES（分钟）、MILLISECONDS（毫秒）、MICROSECONDS（微妙）、NANOSECONDS（纳秒）。

ThreadFactory （线程工厂）：可以通过线程工厂给创建出来的线程设置有意义的名字。

创建线程池主要分为两大类，第一种是通过 Executors 工厂类创建线程池，第二种是自定义创建线程池。根据《阿里java开发手册》中的规范，线程池不允许使用 Executors 去创建，原因是规避资源耗尽的风险。

创建一个单线程化的线程池

创建固定线程数的线程池

以上两种创建线程池方式使用链表阻塞队列来存放任务，实际场景中可能会堆积大量请求导致 OOM

创建可缓存线程池

允许创建的线程数量最大为 Integer.MAX_VALUE，当创建大量线程时会导致 CPU 处于重负载状态和 OOM 的发生

向线程池提交任务可以使用两个方法，分别为 execute() 和 submit()。

execute() 方法用于提交不需要返回值的任务，所以无法判断任务是否被线程池执行成功。execute() 方法中传入的是 Runnable 类的实例。

submit() 方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个 Future 类型的对象，通过 future 对象可以判断任务是否执行成功，并且可以通过 future 的 get() 方法来获取返回值。get() 方法会阻塞当前线程直到任务完成，使用 get(long timeout, TimeUnit unit)方法会阻塞当前线程一段时间后立即返回，这时候可能任务没有执行完。

可以通过调用线程池的 shutdown() 或shutdownNow() 方法来关闭线程池。他们的原理是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用 interrupt() 方法来中断线程，所以无法响应中断任务可能永远无法终止。

shutdown() 和 shutdownNow() 方法的区别在于 shutdownNow 方法首先将线程池的状态设置为 STOP，然后尝试停止正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表，而 shutdown 只是将线程池的状态设置成 SHUTDOWN 状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程。

线程池使用面临的核心的问题在于： 线程池的参数并不好配置 。一方面线程池的运行机制不是很好理解，配置合理需要强依赖开发人员的个人经验和知识；另一方面，线程池执行的情况和任务类型相关性较大，IO 密集型和 CPU 密集型的任务运行起来的情况差异非常大，这导致业界并没有一些成熟的经验策略帮助开发人员参考。

（1）以任务型为参考的简单评估：

假设线程池大小的设置(N 为 CPU 的个数)

如果纯计算的任务,多线程并不能带来性能提升，因为 CPU 处理能力是稀缺的资源，相反导致较多的线程切换的花销，此时建议线程数为 CPU 数量或+1；----为什么+1？因为可以防止 N 个线程中有一个线程意外中断或者退出，CPU 不会空闲等待。

如果是 IO 密集型应用, 则线程池大小设置为 2N+1. 线程数 = CPU 核数 目标 CPU 利用率 （1 + 平均等待时间 / 平均工作时间)

（2）以任务数为参考的理想状态评估：

1）默认值

2）如何设置 * 需要根据相关值来决定 - tasks ：每秒的任务数，假设为500~1000 - taskCost：每个任务花费时间，假设为0.1s - responsetime：系统允许容忍的最大响应时间，假设为1s

以上都为理想值，实际情况下要根据机器性能来决定。如果在未达到最大线程数的情况机器 cpu load 已经满了，则需要通过升级硬件和优化代码，降低 taskCost 来处理。

（仅为简单的理想状态的评估，可作为线程池参数设置的一个参考）

与主业务无直接数据依赖的从业务可以使用异步线程池来处理，在项目初始化时创建线程池并交给将从业务中的任务提交给异步线程池执行能够缩短响应时间。

严禁在业务代码中起线程！！！

当任务需要按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行时，推荐创建使用单线程化的线程池。

本文章主要说明了线程池的执行原理和创建方式以及推荐线程池参数设置和一般使用场景。在开发中，开发人员需要根据业务来合理的创建和使用线程池达到降低资源消耗，提高响应速度的目的。

原文链接：https://juejin.cn/post/7067324722811240479

关于简述java线程池的状态和简述java线程池的组成的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。 简述java线程池的状态的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于简述java线程池的组成、简述java线程池的状态的信息别忘了在本站进行查找喔。

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