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JVisualVM 中线程状态（运行/休眠/等待/驻留/监视）解析

news 来源：原创 2024/5/17 6:17:15

在java自带的工具JVirtualVM中线程有以下几种状态：

先说结论，各状态含义如下，后面有详细的demo测试验证：

运行（runnable）：正在运行中的线程。
休眠（timed_waiting）：休眠线程，例如调用Thread.sleep方法。
等待（waiting）：等待唤醒的线程，可通过调用Object.wait方法获得这种状态，底层实现是基于对象头中的monitor对象。
驻留（waiting）：等待唤醒的线程，和等待状态类似，只不过底层的实现方式不同，处于这种状态的例子有线程池中的空闲线程，等待获取reentrantLock锁的线程，调用了reentrantLock的condition的await方法的线程等等，底层实现是基于Unsafe类的park方法，在AQS中有大量的应用。
监视（blocked）：等待获取monitor锁的线程，例如等待进入synchronize代码块的线程。

代码测试

    private static final ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();    private static final ReentrantLock reentrantLockTest = new ReentrantLock();    public static void main(String[] args) {        //基于println方法中的synchronize代码块测试运行或者监视线程
        Thread thread1 = new Thread(() -> {            while (true) {
                System.out.println("运行或者监视线程1");
            }
        }, "运行或者监视线程1");
        thread1.start();        //基于println方法中的synchronize代码块测试运行或者监视线程
        Thread thread2 = new Thread(() -> {            while (true) {
                System.out.println("运行或者监视线程2");
            }
        }, "运行或者监视线程2");
        thread2.start();        //monitor对象等待线程
        Object lock = new Object();        Thread thread3 = new Thread(() -> {            synchronized (lock) {                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "等待线程synchronized");
        thread3.start();        //reentrantLock中的条件对象调用await方法线程为驻留线程
        ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();        Condition condition = reentrantLock.newCondition();        Thread thread4 = new Thread(() -> {
            reentrantLock.lock();            try {
                condition.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                reentrantLock.unlock();
            }
        }, "等待线程reentrantLock");
        thread4.start();        //休眠线程
        Thread thread5 = new Thread(() -> {            try {
                Thread.sleep(1000000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "休眠线程");
        thread5.start();        Thread thread6 = new Thread(ThreadTest::lockMethod, "reentrantLock运行线程");
        thread6.start();        //等待获取reentrantLock的线程为驻留线程
        Thread thread7 = new Thread(() -> {            try {
                TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            lockMethod();
        }, "reentrantLock监视线程");
        thread7.start();        //线程池中的空闲线程为驻留线程
        singleThreadExecutor.execute(() -> {            //线程池中的线程是懒加载，需要运行任务之后才会产生线程
            System.out.println("驻留线程运行");
        });
    }    private static void lockMethod() {
        reentrantLockTest.lock();        try {            while (true) {
            }
        } finally {
            reentrantLockTest.unlock();
        }
    }	//println源码也简单贴一下
	//java.io.PrintStream#println(java.lang.String)
    public void println(String x) {        //this表示System.out这个PrintStream对象
        synchronized (this) {
            print(x);
            newLine();
        }
    }

以上代码运行之后，打开JVirtualVM查看线程如下：

根据代码的顺序从上至下讲：

两个运行或者监视线程的System.out.println()语句因为抢同一个synchronize锁，可以很明显的看出是在交替运行，状态分别处于运行和监视状态。
等待线程synchronize因为调用了Object的wait方法，一直处于等待状态。
休眠线程省略。
重点是和reentrantLock锁相关的三个线程，注意下上图中有一个地方写错了，等待线程reentrantLock，实际应该是驻留线程reentrantLock，可以看到无论是通过condition的await方法，还是在阻塞等待锁的过程中，都是处于驻留状态，而不是我一开始预想的等待状态，通过查看源码后发现它们最终都调用了Unsafe的park方法，后续的线程dump也能验证这一点。
pool- 1-threadpool-1就是那个线程池，因为里面的线程处于空闲状态，也属于驻留。