java thread的运行周期中, 有几种状态, 在 java.lang.Thread.State 中有详细定义和说明:
NEW 状态是指线程刚创建, 尚未启动
RUNNABLE 状态是线程正在正常运行中, 当然可能会有某种耗时计算/IO等待的操作/CPU时间片切换等, 这个状态下发生的等待一般是其他系统资源, 而不是锁, Sleep等
BLOCKED 这个状态下, 是在多个线程有同步操作的场景,
比如正在等待另一个线程的synchronized 块的执行释放, 或者可重入的 synchronized块里别人调用wait() 方法, 也就是这里是线程在等待进入临界区
WAITING 这个状态下是指线程拥有了某个锁之后, 调用了他的wait方法, 等待其他线程/锁拥有者调用 notify / notifyAll 一遍该线程可以继续下一步操作, 这里要区分 BLOCKED 和 WATING 的区别, 一个是在临界点外面等待进入, 一个是在理解点里面wait等待别人notify, 线程调用了join方法 join了另外的线程的时候, 也会进入WAITING状态, 等待被他join的线程执行结束
TIMED_WAITING 这个状态就是有限的(时间限制)的WAITING, 一般出现在调用wait(long), join(long)等情况下, 另外一个线程sleep后, 也会进入TIMED_WAITING状态
TERMINATED 这个状态下表示 该线程的run方法已经执行完毕了, 基本上就等于死亡了(当时如果线程被持久持有, 可能不会被回收)
下面谈谈如何让线程进入以上几种状态:
1.
NEW, 这个最简单了,
static
void NEW() {
Thread t =
new Thread ();
System.
out.println(t.getState());
}
输出NEW
2.
RUNNABLE, 也简单, 让一个thread start, 同时代码里面不要sleep或者wait等
private
static
void RUNNABLE() {
Thread t =
new Thread(){
public
void run(){
for(
int i=0; i<Integer.
MAX_VALUE; i++){
System.
out.println(i);
}
}
};
t.start();
}
3.
BLOCKED, 这个就必须至少两个线程以上, 然后互相等待synchronized 块
private
static
void BLOCKED() {
final Object lock =
new Object();
Runnable run =
new Runnable() {
@Override
public
void run() {
for(
int i=0; i<Integer.
MAX_VALUE; i++){
synchronized (lock) {
System.
out.println(i);
}
}
}
};
Thread t1 =
new Thread(run);
t1.setName( “t1”);
Thread t2 =
new Thread(run);
t2.setName( “t2”);
t1.start();
t2.start();
}
这时候, 一个在RUNNABLE, 另一个就会在BLOCKED (等待另一个线程的 System.out.println.. 这是个IO操作, 属于系统资源, 不会造成WAITING等)
4.
WAITING, 这个需要用到生产者消费者模型, 当生产者生产过慢的时候, 消费者就会等待生产者的下一次notify
private
static
void WAITING() {
final Object lock =
new Object();
Thread t1 =
new Thread(){
@Override
public
void run() {
int i = 0;
while(
true ){
synchronized (lock) {
try {
lock.wait();
}
catch (InterruptedException e) {
}
System.
out.println(i++);
}
}
}
};
Thread t2 =
new Thread(){
@Override
public
void run() {
while(
true ){
synchronized (lock) {
for(
int i = 0; i< 10000000; i++){
System.
out.println(i);
}
lock.notifyAll();
}
}
}
};
t1.setName( “^^t1^^”);
t2.setName( “^^t2^^”);
t1.start();
t2.start();
}
5.
TIMED_WAITING, 这个仅需要在4的基础上, 在wait方法加上一个时间参数进行限制就OK了.
把4中的synchronized 块改成如下就可以了.
synchronized (lock) {
try {
lock.wait(60 * 1000L);
}
catch (InterruptedException e) {
}
System.
out .println(i++);
}
另外看stack的输出, 他叫 TIMED_WAITING(on object monitor) , 说明括号后面还有其他的情况, 比如sleep, 我们直接把t2的for循环改成sleep试试:
synchronized (lock) {
try {
sleep(30*1000L);
}
catch (InterruptedException e) {
}
lock.notifyAll();
}
看到了吧, t2的state是 TIMED_WAITING( sleeping), 而t1依然是on object monitor , 因为t1还是wait在等待t2 notify, 而t2是自己sleep
另外, join操作也是进入 on object monitor
6.
TERMINATED, 这个状态只要线程结束了run方法, 就会进入了…
private
static
void TERMINATED() {
Thread t1 =
new Thread();
t1.start();
System.
out.println(t1.getState());
try {
Thread.
sleep(1000L);
}
catch (InterruptedException e) {
}
System.
out.println(t1.getState());
}
输出:
RUNNABLE
TERMINATED
由于线程的start方法是异步启动的, 所以在其执行后立即获取状态有可能才刚进入RUN方法且还未执行完毕
废话了这么多,
了解线程的状态究竟有什么用?
所以说这是个钓鱼贴么…
好吧, 一句话, 在找到系统中的潜在性能瓶颈有作用.
当java系统运行慢的时候,
我们想到的应该先找到性能的瓶颈, 而jstack等工具, 通过jvm当前的stack可以看到当前整个vm所有线程的状态, 当我们看到一个线程状态经常处于
WAITING 或者 BLOCKED的时候, 要小心了, 他可能在等待资源经常没有得到释放(当然, 线程池的调度用的也是各种队列各种锁, 要区分一下, 比如下图)
这是个经典的并发包里面的线程池, 其调度队列用的是LinkedBlockingQueue, 执行take的时候会block住, 等待下一个任务进入队列中, 然后进入执行, 这种理论上不是系统的性能瓶颈, 找瓶颈一般
先找自己的代码stack,
再去排查那些开源的组件/JDK的问题
排查问题的几个思路:
0. 如何跟踪一个线程?
看到上面的stack输出没有, 第一行是内容是 threadName priority tid nid desc
更过跟踪tid, nid 都可以唯一找到该线程.
1. 发现有线程进入BLOCK, 而且持续好久, 这说明性能瓶颈存在于synchronized块中, 因为他一直block住, 进不去, 说明另一个线程一直没有处理好, 也就这个synchronized块中处理速度比较慢, 然后再深入查看. 当然也有可能同时block的线程太多, 排队太久造成.
2. 发现有线程进入WAITING, 而且持续好久, 说明性能瓶颈存在于触发notify的那段逻辑. 当然还有就是同时WAITING的线程过多, 老是等不到释放.
3. 线程进入TIME_WAITING 状态且持续好久的, 跟2的排查方式一样.
上面的黑底白字截图都是通过jstack打印出来的, 可以直接定位到你想知道的线程的执行栈, 这对java性能瓶颈的分析是有极大作用的.
NOTE: 上面所有代码都是为了跟踪线程的状态而写的, 千万不要在线上应用中这么写…