1.線程狀態(tài)（生命周期）

一個(gè)線程在給定的時(shí)間點(diǎn)只能處于一種狀態(tài)。

線程可以有如下6 種狀態(tài)：

• New (新創(chuàng)建）：未啟動(dòng)的線程；
• Runnable (可運(yùn)行）：可運(yùn)行的線程，需要等待操作系統(tǒng)資源；
• Blocked (被阻塞）：等待監(jiān)視器鎖而被阻塞的線程；
• Waiting (等待）：等待喚醒狀態(tài)，無(wú)限期地等待另一個(gè)線程喚醒；
• Timed waiting (計(jì)時(shí)等待）：在指定的等待時(shí)間內(nèi)等待另一個(gè)線程執(zhí)行操作的線程；
• Terminated (被終止）：已退出的線程。

要確定一個(gè)線程的當(dāng)前狀態(tài)， 可調(diào)用getState 方法

線程狀態(tài)關(guān)系圖

注意：虛線框（全大寫(xiě)英文）的狀態(tài)為Java線程狀態(tài)。

2.操作線程狀態(tài)

2.1.新創(chuàng)建狀態(tài)（NEW）

就是實(shí)例化線程完成后，未啟動(dòng)線程的狀態(tài)。

可通過(guò)三種方式創(chuàng)建線程

• 重寫(xiě)Thread類(lèi)run()方法
• 實(shí)現(xiàn)Runnable接口
• 實(shí)現(xiàn)Callable接口

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子概括三種方式

public?class?Demo?{

????public?static?void?main(String[]?args)?throws?ExecutionException,?InterruptedException?{
????????/**
?????????*?1.直接重寫(xiě)run()?或繼承Thread類(lèi)再重寫(xiě)run()
?????????*/
????????Thread?thread?=?new?Thread()?{
????????????@Override
????????????public?void?run()?{
????????????????System.out.println("Thread");
????????????}
????????};
????????//?開(kāi)啟線程
????????thread.start();

????????/**
?????????*?2.lambda、內(nèi)部類(lèi)或線程類(lèi)方式實(shí)現(xiàn)Runnable接口，實(shí)現(xiàn)run()方法
?????????*?再交給Thread?類(lèi)
?????????*/
????????Thread?runThread?=?new?Thread(()?->?{
????????????System.out.println("Runnable");
????????});
????????//?開(kāi)啟線程
????????runThread.start();

????????/**
?????????*?3.lambda、內(nèi)部類(lèi)或線程類(lèi)方式實(shí)現(xiàn)Callable接口，實(shí)現(xiàn)call()方法
?????????*?再交給Thread 類(lèi)：FutureTask本質(zhì)也是Runnable實(shí)現(xiàn)類(lèi)
?????????*/
????????FutureTask<String>?futureTask?=?new?FutureTask<String>(()?->?{
????????????System.out.println("Callable");
????????????return?"CallableThread";
????????});
????????Thread?callThread?=?new?Thread(futureTask);
????????//?開(kāi)啟線程
????????callThread.start();
????????//?獲取call()方法的返回值
????????String?s?=?futureTask.get();
????????System.out.println("call()方法的返回值："+s);
????}

}

不重寫(xiě) run() 或 call() 方法直接實(shí)例化Thread類(lèi)創(chuàng)建的線程沒(méi)有實(shí)際意義；

只有Callable方式創(chuàng)建的線程可以獲取線程的返回值。

2.2.可運(yùn)行狀態(tài)（RUNNABLE）

該狀態(tài)指的是線程實(shí)例化對(duì)象調(diào)用start()方法后進(jìn)入的狀態(tài)。線程處于可以運(yùn)行狀態(tài)，如果有處理器等資源，就可以執(zhí)行程序。

該狀態(tài)在操作系統(tǒng)層面包含兩步：線程就緒和線程運(yùn)行中，但在Java線程狀態(tài)中，這兩步都統(tǒng)稱為Runnable（可運(yùn)行）狀態(tài)。

線程由就緒狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)，重點(diǎn)就看你的線程有沒(méi)有搶到CPU資源（CPU時(shí)間片），誰(shuí)搶到就運(yùn)行，沒(méi)搶到就等。因?yàn)镃PU時(shí)間片（執(zhí)行時(shí)間）非常短，大概十幾毫秒，所以線程切換的這個(gè)時(shí)間是非常短的，就緒狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間也非常短，在開(kāi)發(fā)時(shí)幾乎感覺(jué)不到這種狀態(tài)的變化，所以在Java中將兩者看作是一個(gè)整體，重點(diǎn)關(guān)注線程可否運(yùn)行并區(qū)別于其他狀態(tài)即可，更進(jìn)一步簡(jiǎn)化線程的開(kāi)發(fā)。如果你的程序要運(yùn)行很久（比如寫(xiě)個(gè)死循環(huán)），在一個(gè)CPU時(shí)間片內(nèi)沒(méi)有執(zhí)行完成，那么你的線程就要搶下一次的CPU時(shí)間片，搶到了才可以繼續(xù)執(zhí)行程序，沒(méi)搶到那就要繼續(xù)搶?zhuān)钡骄€程中的程序執(zhí)行完成。

其實(shí)這個(gè)場(chǎng)景應(yīng)該都見(jiàn)到過(guò)，例如多個(gè)線程執(zhí)行同一個(gè)程序，都將日志打印到同一個(gè)文件時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)不同線程的日志混在了一起的情況，不利于排查問(wèn)題。解決這種問(wèn)題常見(jiàn)的方法有：一是分線程打印日志到不同文件；二是將日志信息保存到字符串對(duì)象中，在程序的最后將日志信息一次性打印到文件。第二種方式就是利用CPU的一個(gè)時(shí)間片來(lái)完成日志信息的打印。

注意：程序只能對(duì)新建狀態(tài)的線程調(diào)用start()方法，不要對(duì)處于非新建狀態(tài)的線程調(diào)用start() 方法，這都會(huì)引發(fā)IllegalThreadStateException異常。

2.3.被阻塞狀態(tài)（BLOCKED）

線程處于等待監(jiān)視器鎖而被阻塞的狀態(tài)。有一個(gè)線程獲取了鎖未釋放，其他線程也來(lái)獲取，但發(fā)現(xiàn)獲取不到鎖也進(jìn)入了被阻塞狀態(tài)。

被阻塞狀態(tài)只存在于多線程并發(fā)訪問(wèn)下，區(qū)別于后面兩種因線程自己進(jìn)入”等待“而導(dǎo)致的阻塞。

進(jìn)入狀態(tài)

• 進(jìn)入synchronized 代碼塊/方法
• 未獲取到鎖

退出狀態(tài)

• 獲取到監(jiān)視器鎖

2.4.等待喚醒狀態(tài)（WAITING）

整個(gè)流程是這樣的：線程在某個(gè)對(duì)象的同步方法中先獲取到對(duì)象鎖；在執(zhí)行wait方法時(shí)，該線程將釋放對(duì)象鎖，并且該線程被放入到這個(gè)對(duì)象的等待隊(duì)列；等待另一個(gè)線程獲取到同一個(gè)對(duì)象的鎖，然后通過(guò)notify() 或 notifyAll() 方法喚醒對(duì)象等待隊(duì)列中的線程。

從整個(gè)流程可以知道

wait (),notify () 和 notifyAll () 方法需要在線程獲取到鎖的情況下才可以繼續(xù)執(zhí)行，所以這三個(gè)方法都需要放在同步代碼塊/方法中執(zhí)行，否則報(bào)異常：java.lang.IllegalMonitorStateException。

在同步代碼塊中，線程進(jìn)入WAITING 狀態(tài)時(shí)，鎖會(huì)被釋放，不會(huì)導(dǎo)致該線程阻塞。反過(guò)來(lái)想下，如果鎖沒(méi)釋放，那其他線程就沒(méi)辦法獲取鎖，也就沒(méi)辦法喚醒它。

進(jìn)入狀態(tài)

• object.wait()
• thread.join()
• LockSupport.park()

退出狀態(tài)

• object.notify()
• object.notifyall()
• LockSupport.unpark()

2.5.計(jì)時(shí)等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）

一般是計(jì)時(shí)結(jié)束就會(huì)自動(dòng)喚醒線程繼續(xù)執(zhí)行后面的程序，對(duì)于Object.wait(long) 方法還可以主動(dòng)通知喚醒。

注意：Thread類(lèi)下的sleep() 方法可以放在任意地方執(zhí)行；而wait(long) 方法和wait() 方法一樣，需要放在同步代碼塊/方法中執(zhí)行，否則報(bào)異常：java.lang.IllegalMonitorStateException。

進(jìn)入狀態(tài)

• Thread.sleep(long)
• Object.wait(long)
• Thread.join(long)
• LockSupport.parkNanos(long)
• LockSupport.parkNanos(Object blocker, long nanos)
• LockSupport.parkUntil(long)
• LockSupport.parkUntil(Object blocker, long deadline)

注：blocker 參數(shù)為負(fù)責(zé)此線程駐留的同步對(duì)象。

退出狀態(tài)

• 計(jì)時(shí)結(jié)束
• LockSupport.unpark(Thread)
• object.notify()
• object.notifyall()

2.6.終止（TERMINATED）

線程執(zhí)行結(jié)束

• run()/call() 執(zhí)行完成
• stop()線程
• 錯(cuò)誤或異常>>意外死亡

stop() 方法已棄用。

3.查看線程的6種狀態(tài)

通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)查看線程出現(xiàn)的6種狀態(tài)。

案例

public?class?Demo3?{
????private?static?Object?object?="obj";
????
????public?static?void?main(String[]?args)?throws?InterruptedException?{

????????Thread?thread0?=?new?Thread(()?->?{
????????????try?{
????????????????//?被阻塞狀態(tài)（BLOCKED）
????????????????synchronized?(object){
????????????????????System.out.println("thread0?進(jìn)入：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）");
????????????????????object.wait();
????????????????????System.out.println("thread0?被解除完成：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）");
????????????????}
????????????????System.out.println("thread0?"+Thread.currentThread().getState());
????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????e.printStackTrace();
????????????}
????????});
????????//?新創(chuàng)建狀態(tài)（NEW）
????????System.out.println(thread0.getName()+"："+thread0.getState());

????????Thread?thread1?=?new?Thread(()?->?{
????????????try?{
????????????????System.out.println("thread1 進(jìn)入：計(jì)時(shí)等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）");
????????????????Thread.sleep(2);
????????????????System.out.println("thread1 出來(lái)：計(jì)時(shí)等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）");
????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????e.printStackTrace();
????????????}
????????????//?被阻塞狀態(tài)（BLOCKED）
????????????synchronized?(object){
????????????????System.out.println("thread1 解除：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）");
????????????????object.notify();
????????????????System.out.println("thread1 解除完成：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）");
????????????}
????????????System.out.println("thread1?"+Thread.currentThread().getState());
????????});
????????//?新創(chuàng)建狀態(tài)（NEW）
????????System.out.println(thread1.getName()+"："+thread1.getState());

????????printState(thread0);
????????printState(thread1);

????????//?可運(yùn)行狀態(tài)（RUNNABLE）
????????thread0.start();
????????//?可運(yùn)行狀態(tài)（RUNNABLE）
????????thread1.start();

????}
????
????
????//?使用獨(dú)立線程來(lái)打印線程狀態(tài)
????private?static?void?printState(Thread?thread)?{
????????new?Thread(()->{
????????????while?(true){
????????????????System.out.println(thread.getName()+"："+thread.getState());
????????????????if?(thread.getState().equals(Thread.State.TERMINATED)){
????????????????????System.out.println(thread.getName()+"："+thread.getState());
????????????????????break;
????????????????}
????????????}
????????}).start();
????}
}

執(zhí)行結(jié)果：簡(jiǎn)化后的輸出結(jié)果

Thread-0：NEW
Thread-1：NEW
Thread-0：RUNNABLE
Thread-1：RUNNABLE
thread0 進(jìn)入：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
thread1 進(jìn)入：計(jì)時(shí)等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）
Thread-0：BLOCKED
Thread-0：WAITING
……
Thread-0：WAITING
Thread-1：BLOCKED
Thread-1：TIMED_WAITING
……
Thread-1：TIMED_WAITING
Thread-1：BLOCKED
……
Thread-1：BLOCKED
Thread-0：WAITING
……
Thread-0：WAITING
thread1 出來(lái)：計(jì)時(shí)等待狀態(tài)（TIMED_WAITING）
Thread-0：WAITING
Thread-1：BLOCKED
thread1 解除：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
Thread-0：WAITING
Thread-0：BLOCKED
thread1 解除完成：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
thread1 RUNNABLE
Thread-0：BLOCKED
Thread-1：TERMINATED
thread0 被解除完成：等待喚醒狀態(tài)（WAITING）
Thread-0：BLOCKED
thread0 RUNNABLE
Thread-0：TERMINATED

最終的執(zhí)行結(jié)果如圖。

注意：因?yàn)榘咐惺褂昧霜?dú)立線程來(lái)打印不同線程的狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)打印稍微延遲的情況。

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