《重新学习多线程》-- 线程的状态

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操作系统线程

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  • 【初始状态】仅是在语言层面创建了线程对象,还未与操作系统线程关联

  • 【可运行状态】(就绪状态)指该线程已经被创建(与操作系统线程关联),可以由 CPU 调度执行

  • 【运行状态】指获取了 CPU 时间片运行中的状态

    • 当 CPU 时间片用完,会从【运行状态】转换至【可运行状态】,会导致线程的上下文切换
  • 【阻塞状态】

    • 如果调用了阻塞 API,如 BIO 读写文件,这时该线程实际不会用到 CPU,会导致线程上下文切换,进入【阻塞状态】

    • 等 BIO 操作完毕,会由操作系统唤醒阻塞的线程,转换至【可运行状态】

    • 与【可运行状态】的区别是,对【阻塞状态】的线程来说只要它们一直不唤醒,调度器就一直不会考虑

调度它们

  • 【终止状态】表示线程已经执行完毕,生命周期已经结束,不会再转换为其它状态

java API层面线程

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  • NEW 线程刚被创建,但是还没有调用 start() 方法

  • RUNNABLE 当调用了 start() 方法之后,注意,Java API 层面的 RUNNABLE 状态涵盖了 操作系统 层面的

  • 【可运行状态】、【运行状态】和【阻塞状态】(由于 BIO 导致的线程阻塞,例如文件读取,cpu不会分配时间片,在 Java 里无法区分,仍然认为是可运行)

  • BLOCKED , WAITING , TIMED_WAITING 都是 Java API 层面对【阻塞状态】的细分,后面会在状态转换一节详述

  • TERMINATED 当线程代码运行结束

练习

阅读华罗庚《统筹方法》,给出烧水泡茶的多线程解决方案,提示

  • 参考图二,用两个线程(两个人协作)模拟烧水泡茶过程

    • 文中办法乙、丙都相当于任务串行

    • 而图一相当于启动了 4 个线程,有点浪费

  • 用 sleep(n) 模拟洗茶壶、洗水壶等耗费的时间

附:华罗庚《统筹方法》

统筹方法,是一种安排工作进程的数学方法。它的实用范围极广泛,在企业管理和基本建设中,以及关系复杂的科研项目的组织与管理中,都可以应用。

怎样应用呢?主要是把工序安排好。

比如,想泡壶茶喝。当时的情况是:开水没有;水壶要洗,茶壶、茶杯要洗;火已生了,茶叶也有了。怎么办?

办法甲:洗好水壶,灌上凉水,放在火上;在等待水开的时间里,洗茶壶、洗茶杯、拿茶叶;等水开

了,泡茶喝。

办法乙:先做好一些准备工作,洗水壶,洗茶壶茶杯,拿茶叶;一切就绪,灌水烧水;坐待水开了,泡

茶喝。

办法丙:洗净水壶,灌上凉水,放在火上,坐待水开;水开了之后,急急忙忙找茶叶,洗茶壶茶杯,泡

茶喝。

哪一种办法省时间?我们能一眼看出,第一种办法好,后两种办法都窝了工。

这是小事,但这是引子,可以引出生产管理等方面有用的方法来。

水壶不洗,不能烧开水,因而洗水壶是烧开水的前提。没开水、没茶叶、不洗茶壶茶杯,就不能泡茶,因而这些又是泡茶的前提。它们的相互关系,可以用下边的箭头图来表示:

image.png 从这个图上可以一眼看出,办法甲总共要16分钟(而办法乙、丙需要20分钟)。如果要缩短工时、提高工作效率,应当主要抓烧开水这个环节,而不是抓拿茶叶等环节。同时,洗茶壶茶杯、拿茶叶总共不过4分钟,大可利用“等水开”的时间来做。

是的,这好像是废话,卑之无甚高论。有如走路要用两条腿走,吃饭要一口一口吃,这些道理谁都懂得。但稍有变化,临事而迷的情况,常常是存在的。在近代工业的错综复杂的工艺过程中,往往就不是像泡茶喝这么简单了。任务多了,几百几千,甚至有好几万个任务。关系多了,错综复杂,千头万绪,往往出现“万事俱备,只欠东风”的情况。由于一两个零件没完成,耽误了一台复杂机器的出厂时间。或往往因为抓的不是关键,连夜三班,急急忙忙,完成这一环节之后,还得等待旁的环节才能装配。

洗茶壶,洗茶杯,拿茶叶,或先或后,关系不大,而且同是一个人的活儿,因而可以合并成为:

image.png 看来这是“小题大做”,但在工作环节太多的时候,这样做就非常必要了。

这里讲的主要是时间方面的事,但在具体生产实践中,还有其他方面的许多事。这种方法虽然不一定能直接

解决所有问题,但是,我们利用这种方法来考虑问题,也是不无裨益的。

代码实现:

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