面试官：线程调用2次start会怎样？我支支吾吾没答上来

news2024/11/16 7:34:34

写在开头

在写完上一篇文章《Java面试必考题之线程的生命周期，结合源码，透彻讲解!》后，本以为这个小知识点就总结完了。

但刚刚吃晚饭时，突然想到了多年前自己面试时的亲身经历，决定再回来补充一个小知识点！

记得是一个周末去面试Java后端开发工程师岗位，面试官针对Java多线程进行了狂轰乱炸般的考问，什么线程创建的方式、线程的状态、各状态间的切换、如果保证线程安全、各种锁的区别，如何使用等等，因为有好好背八股文，所以七七八八的也答上来了，但最后面试官问了一个现在看来很简单，但当时根本不知道的问题，他先是问了我，看过Thread的源码没，我毫不犹豫的回答看过，紧接着他问：

线程在调用了一次start启动后，再调用一次可以不？如果线程执行完，同样再调用一次start又会怎么样？

这个问题抛给你们，请问该如何作答呢？

线程的启动

我们知道虽然很多八股文面试题中说Java创建线程的方式有3种、4种，或者更多种，但实际上真正可以创建一个线程的只有new Thread().start()；

【代码示例1】

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {});
        System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState());
        thread.start();
        System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState());
    }
}

输出：

Thread-0:NEW
Thread-0:RUNNABLE

创建一个Thread，这时线程处于NEW状态，这时调用start()方法，会让线程进入到RUNNABLE状态。

RUNNABLE的线程调用start

在上面测试代码的基础上，我们再次调用start()方法。

【代码示例2】

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {});
        System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState());
        //第一次调用start
        thread.start();
        System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState());
        //第二次调用start
        thread.start();
        System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState());
    }
}

输出：

Thread-0:NEW
Thread-0:RUNNABLE
Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException
	at java.lang.Thread.start(Thread.java:708)
	at com.javabuild.server.pojo.Test.main(Test.java:17)

第二次调用时，代码抛出IllegalThreadStateException异常。

这是为什么呢？我们跟进start源码中一探究竟！

【源码解析1】

// 使用synchronized关键字保证这个方法是线程安全的
public synchronized void start() {
    // threadStatus != 0 表示这个线程已经被启动过或已经结束了
    // 如果试图再次启动这个线程，就会抛出IllegalThreadStateException异常
    if (threadStatus != 0)
        throw new IllegalThreadStateException();

    // 将这个线程添加到当前线程的线程组中
    group.add(this);

    // 声明一个变量，用于记录线程是否启动成功
    boolean started = false;
    try {
        // 使用native方法启动这个线程
        start0();
        // 如果没有抛出异常，那么started被设为true，表示线程启动成功
        started = true;
    } finally {
        // 在finally语句块中，无论try语句块中的代码是否抛出异常，都会执行
        try {
            // 如果线程没有启动成功，就从线程组中移除这个线程
            if (!started) {
                group.threadStartFailed(this);
            }
        } catch (Throwable ignore) {
            // 如果在移除线程的过程中发生了异常，我们选择忽略这个异常
        }
    }
}

这里有个threadStatus，若它不等于0表示线程已经启动或结束，直接抛IllegalThreadStateException异常，我们在start源码中打上断点，从第一次start中跟入进去，发现此时没有报异常。
在这里插入图片描述
此时的threadStatus=0，线程状态为NEW，断点继续向下走时，走到native方法start0()时，threadStatus=5，线程状态为RUNNABLE。此时，我们从第二个start中进入断点。

这时threadStatus=5，满足不等于0条件，抛出IllegalThreadStateException异常！

TERMINATED的线程调用start

终止状态下的线程，情况和RUNNABLE类似！

【代码示例3】

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {});
        thread.start();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState());
        thread.start();
        System.out.println(thread.getName()+":"+thread.getState());
    }
}

输出：

Thread-0:TERMINATED
Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException
	at java.lang.Thread.start(Thread.java:708)
	at com.javabuild.server.pojo.Test.main(Test.java:17)

这时同样也满足不等于0条件，抛出IllegalThreadStateException异常！

我们其实可以跟入到state的源码中，看一看线程几种状态设定的逻辑。

【源码解析2】

// Thread.getState方法源码：
public State getState() {
    // get current thread state
    return sun.misc.VM.toThreadState(threadStatus);
}

// sun.misc.VM 源码：
// 如果线程的状态值和4做位与操作结果不为0，线程处于RUNNABLE状态。
// 如果线程的状态值和1024做位与操作结果不为0，线程处于BLOCKED状态。
// 如果线程的状态值和16做位与操作结果不为0，线程处于WAITING状态。
// 如果线程的状态值和32做位与操作结果不为0，线程处于TIMED_WAITING状态。
// 如果线程的状态值和2做位与操作结果不为0，线程处于TERMINATED状态。
// 最后，如果线程的状态值和1做位与操作结果为0，线程处于NEW状态，否则线程处于RUNNABLE状态。
public static State toThreadState(int var0) {
    if ((var0 & 4) != 0) {
        return State.RUNNABLE;
    } else if ((var0 & 1024) != 0) {
        return State.BLOCKED;
    } else if ((var0 & 16) != 0) {
        return State.WAITING;
    } else if ((var0 & 32) != 0) {
        return State.TIMED_WAITING;
    } else if ((var0 & 2) != 0) {
        return State.TERMINATED;
    } else {
        return (var0 & 1) == 0 ? State.NEW : State.RUNNABLE;
    }
}