阻塞是什么?

故事:老王烧开水。

出场人物:老张,水壶两把(普通水壶,简称水壶;会响的水壶,简称响水壶)。

老王想了想,有好几种等待方式

1.老王用水壶煮水,并且站在那里,不管水开没开,每隔一定时间看看水开了没。-同步阻塞

老王想了想,这种方法不够聪明。

2.老王还是用水壶煮水,不再傻傻的站在那里看水开,跑去寝室上网,但是还是会每隔一段时间过来看看水开了没有,水没有开就走人。-同步非阻塞

老王想了想,现在的方法聪明了些,但是还是不够好。

3.老王这次使用高大上的响水壶来煮水,站在那里,但是不会再每隔一段时间去看水开,而是等水开了,水壶会自动的通知他。-异步阻塞

老王想了想,不会呀,既然水壶可以通知我,那我为什么还要傻傻的站在那里等呢,嗯,得换个方法。

4.老王还是使用响水壶煮水,跑到客厅上网去,等着响水壶自己把水煮熟了以后通知他。-异步非阻塞

老王豁然,这下感觉轻松了很多。

通用的线程生命周期

通用线程状态转换图——五态模型
这“五态模型”的详细情况如下所示。

  1. 初始状态,指的是线程已经被创建,但是还不允许分配 CPU 执行。这个状态属于编程语言特有的,不过这里所谓的被创建,仅仅是在编程语言层面被创建,而在操作系统层面,真正的线程还没有创建。
  2. 可运行状态,指的是线程可以分配 CPU 执行。在这种状态下,真正的操作系统线程已经被成功创建了,所以可以分配 CPU 执行。
  3. 当有空闲的 CPU 时,操作系统会将其分配给一个处于可运行状态的线程,被分配到 CPU 的线程的状态就转换成了运行状态。运行状态的线程如果调用一个阻塞的 API(例如以阻塞方式读文件)或者等待某个事件(例如条件变量),那么线程的状态就会转换到休眠状态,同时释放 CPU 使用权,
  4. 休眠状态的线程永远没有机会获得 CPU 使用权。当等待的事件出现了,线程就会从休眠状态转换到可运行状态。线程执行完或者出现异常就会进入终止状态,
  5. 终止状态的线程不会切换到其他任何状态,进入终止状态也就意味着线程的生命周期结束了。

这五种状态在不同编程语言里会有简化合并。例如,C 语言的 POSIX Threads 规范,就把初始状态和可运行状态合并了;Java 语言里则把可运行状态和运行状态合并了,这两个状态在操作系统调度层面有用,而 JVM 层面不关心这两个状态,因为 JVM 把线程调度交给操作系统处理了。

Java 中线程的生命周期

介绍完通用的线程生命周期模型,想必你已经对线程的“生老病死”有了一个大致的了解。那接下来我们就来详细看看 Java 语言里的线程生命周期是什么样的。Java 语言中线程共有六种状态,分别是:NEW(初始化状态)RUNNABLE(可运行 / 运行状态)BLOCKED(阻塞状态)WAITING(无时限等待)TIMED_WAITING(有时限等待)TERMINATED(终止状态)这看上去挺复杂的,状态类型也比较多。但其实在操作系统层面,Java 线程中的 BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING 是一种状态,即前面我们提到的休眠状态。也就是说只要 Java 线程处于这三种状态之一,那么这个线程就永远没有 CPU 的使用权。所以 Java 线程的生命周期可以简化为下图:Java 中的线程状态转换图

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