Java：线程的六种状态及转化

Java：线程的六种状态及转化

关于线程的生命周期，网上书上说法不一，难以统一，本篇做一个总结：

java.lang.Thread.State枚举类中定义了六种线程的状态，可以调用线程Thread中的getState()方法获取当前线程的状态。

线程状态	解释
NEW	尚未启动的线程状态，即线程创建，还未调用start方法
RUNNABLE	就绪状态（调用start，等待调度）+正在运行
BLOCKED	等待监视器锁时，陷入阻塞状态
WAITING	等待状态的线程正在等待另一线程执行特定的操作（如notify）
TIMED_WAITING	具有指定等待时间的等待状态
TERMINATED	线程完成执行，终止状态

下图源自《Java并发编程艺术》图4-1

一、新建状态(NEW)

即用new关键字新建一个线程，这个线程就处于新建状态。

二、运行状态(RUNNABLE)

操作系统中的就绪和运行两种状态，在Java中统称为RUNNABLE。

就绪状态（READY)

当线程对象调用了start()方法之后，线程处于就绪状态，就绪意味着该线程可以执行，但具体啥时候执行将取决于JVM里线程调度器的调度。

It is never legal to start a thread more than once. In particular, a thread may not be restarted once it has completed execution.

不允许对一个线程多次使用start。
线程执行完成之后，不能试图用start将其唤醒。

其他状态 ->就绪

线程调用start()，新建状态转化为就绪状态。
线程sleep(long)时间到，等待状态转化为就绪状态。
阻塞式IO操作结果返回，线程变为就绪状态。
其他线程调用join()方法，结束之后转化为就绪状态。
线程对象拿到对象锁之后，也会进入就绪状态。

运行状态(RUNNING)

处于就绪状态的线程获得了CPU之后，真正开始执行run()方法的线程执行体时，意味着该线程就已经处于运行状态。需要注意的是，对于单处理器，一个时刻只能有一个线程处于运行状态。
对于抢占式策略的系统来说，系统会给每个线程一小段时间处理各自的任务。时间用完之后，系统负责夺回线程占用的资源。下一段时间里，系统会根据一定规则，再次进行调度。

运行状态转变为就绪状态的情形：

线程失去处理器资源。线程不一定完整执行的，执行到一半，说不定就被别的线程抢走了。
调用yield()静态方法，暂时暂停当前线程，让系统的线程调度器重新调度一次，它自己完全有可能再次运行。

yield方法的官方解释：

A hint to the scheduler that the current thread is willing to yield its current use of a processor. The scheduler is free to ignore this hint.

提示调度程序，当前线程愿意放弃当前对处理器的使用。这时，当前线程将会被置为就绪状态，和其他线程一样等待调度，这时候根据不同优先级决定的概率，当前线程完全有可能再次抢到处理器资源。

三、阻塞状态(BLOCKED)

阻塞状态表示线程正等待监视器锁，而陷入的状态。

以下场景线程将会阻塞：

线程等待进入synchronized同步方法。
线程等待进入synchronized同步代码块。

线程取得锁，就会从阻塞状态转变为就绪状态。

四、等待状态(WAITING)

进入该状态表示当前线程需要等待其他线程做出一些的特定的动作（通知或中断）。

运行->等待

当前线程运行过程中，其他线程调用join方法，当前线程将会进入等待状态。
当前线程对象调用wait()方法。
-LockSupport.park()：出于线程调度的目的禁用当前线程。

等待->就绪

等待的线程被其他线程对象唤醒，notify()和notifyAll()。
LockSupport.unpark(Thread)，与上面park方法对应，给出许可证，解除等待状态。

五、超时等待状态(TIMED_WAITING)

区别于WAITING，它可以在指定的时间自行返回。

运行->超时等待

调用静态方法，Thread.sleep(long)
线程对象调用wait(long)方法
其他线程调用指定时间的join(long)。
LockSupport.parkNanos()。
LockSupport.parkUntil()。

补充：
sleep和yield的不同之处：

sleep(long)方法会使线程转入超时等待状态，时间到了之后才会转入就绪状态。而yield()方法不会将线程转入等待，而是强制线程进入就绪状态。
使用sleep(long)方法需要处理异常，而yield()不用。

超时等待->就绪

同样的，等待的线程被其他线程对象唤醒，notify()和notifyAll()。
LockSupport.unpark(Thread)。

六、消亡状态

即线程的终止，表示线程已经执行完毕。前面已经说了，已经消亡的线程不能通过start再次唤醒。

run()和call()线程执行体中顺利执行完毕，线程正常终止。
线程抛出一个没有捕获的Exception或Error。

需要注意的是：主线成和子线程互不影响，子线程并不会因为主线程结束就结束。

许多地方仍需后期补充，敬请期待。

参考资料：《JAVA并发编程实践》、《疯狂Java讲义》、《Java并发编程艺术》