浅谈Java线程状态与线程安全解析

线程状态

Java 中的线程一共有 6 个状态：

1. New：新建状态，线程刚被创建后的状态。
2. Runnable：就绪状态，表示线程已经创建好了，等 JVM 分配 CPU 时间片来运行。
3. Blocked：阻塞状态，在以下情况下会进入阻塞状态：
4. 线程调用 sleep() 方法，线程进入定时等待。
5. 线程获取 synchronized 锁失败，线程进入阻塞状态。
6. 线程等待某个条件，调用 wait() 方法，线程进入阻塞状态。
7. Waiting：等待状态，在以下情况下会进入等待状态：
8. 线程调用 Object.wait() 或 Thread.join() 方法时，线程进入等待状态。
9. Timed_waiting：超时等待，在以下情况下会进入超时等待状态：
10. 线程调用 Thread.sleep() 方法超时等待；
11. 线程调用 Object.wait() 方法设置等待超时时间。
12. Terminated：终止状态，表示线程已经执行完毕或者异常终止。

在多线程编程中，管理线程状态非常重要。控制线程状态需要使用 wait、notify、notifyAll 和 sleep 等方法，这些方法必须慎用。

线程安全

线程安全指的是多个线程同时访问同一份数据时，不会出现不可预期的结果或者数据混乱的现象。线程安全的解决方法主要有以下几种：

1. synchronized 同步块：通过加锁和解锁来控制同时只能有一个线程访问共享数据。可以用在方法或代码块中。

public synchronized void method() {
    // 线程同步代码块
}

synchronized(obj) {
    // 线程同步代码块
}

1. volatile 关键字：volatile 修饰的变量每次被访问时，都会从内存中重新读取最新的值。

public class VolatileDemo {
    private volatile boolean flag = false;

    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    public void printFlag() {
        while (!flag) {
            System.out.println("flag = " + flag);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        VolatileDemo vd = new VolatileDemo();
        new Thread(() -> {
            vd.setFlag(true);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " flag:" + vd.flag);
        }, "A").start();

        new Thread(() -> {
            vd.printFlag();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " flag:" + vd.flag);
        }, "B").start();
    }
}

1. ReentrantLock：ReentrantLock 是一个可重入的互斥锁，可以代替 synchronized 给共享数据加锁。

public class ReentrantLockDemo {
    private int num = 0;
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public void increaseNum() {
        lock.lock();
        try {
            num++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " num: " + num);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void decreaseNum() {
        lock.lock();
        try {
            num--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " num: " + num);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLockDemo obj = new ReentrantLockDemo();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                obj.increaseNum();
            }
        }, "A").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                obj.decreaseNum();
            }
        }, "B").start();
    }
}

通过上述例子可以了解到线程状态和线程安全的相关知识，实际开发中，为了保证线程安全和线程状态，我们需要注意以下一些事项：

1. 对共享数据进行同步控制。
2. 尽量使用不可变对象，减少共享数据。
3. 使用线程安全的类，例如 Vector、Collections.synchronizedXXX 等。

希望这篇文章对大家理解 Java 线程状态和线程安全有所帮助。