线程的六种状态

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线程的状态在Thread.State这个枚举类型中定义：共有6种状态，可以调用线程Thread种的getState()方法获取当前线程状态。

java 复制代码

public enum State   
{  
       /** 
        * 新建状态(New)： 
        * 当用new操作符创建一个线程时， 例如new Thread(r)，线程还没有开始运行，此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时，程序还没有开始运行线程中的代码
        */  
       NEW,  
         
       /** 
        * 就绪状态(Runnable)
        * 一个新创建的线程并不自动开始运行，要执行线程，必须调用线程的start()方法。
        * 当线程对象调用start()方法即启动了线程，start()方法创建线程运行的系统资源，并调度线程运行run()方法。
        * 当start()方法返回后，线程就处于就绪状态。
        */  
       RUNNABLE,  

       /**
        * 运行状态(Running)
        * 当线程获得CPU时间后，它才进入运行状态，真正开始执行run()方法.
        */
        RUNNING,

       /** 
        * 阻塞状态(Blocked)
        * 线程运行过程中，可能由于各种原因进入阻塞状态:
        * 1>线程通过调用sleep方法进入睡眠状态；
        * 2>线程调用一个在I/O上被阻塞的操作，即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者；
        * 3>线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；
        * 4>线程在等待某个触发条件；
        * ......
        *  所谓阻塞状态是正在运行的线程没有运行结束，暂时让出CPU，这时其他处于就绪状态的线程就可以获得CPU时间，进入运行状态。
        */  
       BLOCKED,  
     
       /** 
        * 一个正在等待的线程的状态。也称之为等待状态。
        * 造成线程等待的原因有三种，分别是调用Object.wait()、join()以及LockSupport.park()方法。处于等待状态的线程，正在等待其他线程去执行一个特定的操作。
        * 例如：因为wait()而等待的线程正在等待另一个线程去调用notify()或notifyAll()；一个因为join()而等待的线程正在等待另一个线程结束。
        */  
       WAITING,  
         
       /** 
        * 一个在限定时间内等待的线程的状态。也称之为限时等待状态。
        * 造成线程限时等待状态的原因有五种，分别是：
        *   Thread.sleep(long)、Object.wait(long)、join(long)、LockSupport.parkNanos(obj,long)和LockSupport.parkUntil(obj,long)。
        */  
       TIMED_WAITING,  
  
       /** 
        * 一个完全运行完成的线程的状态。也称之为终止状态、结束状态。
        */  
       TERMINATED;  
}

一、六种状态转换图

操作系统中，线程被视为轻量级的进程，所以线程状态就是进程的状态，一个线程确实可以被视为一个轻量级进程Lightweight Process, LWP

二、新建状态（NEW）

用new关键字新建一个线程，这个线程就处于新建状态。

每一个线程，在堆内存中都有一个对应的Thread对象。Thread t = new Thread();当刚刚在堆内存中创建Thread对象，还没有调用t.start()方法之前，线程就处在NEW状态。在这个状态上，线程与普通的java对象没有什么区别，就仅仅是一个堆内存中的对象。例如：

java 复制代码

private void testStateNew() {
    Thread thread = new Thread(() -> {});
    System.out.println(thread.getState()); // 输出 NEW
}

三、运行状态(RUNNABLE)

操作系统中的READY(就绪状态)和RUNNING(运行状态)两种状态，在Java中统称为RUNNABLE。

READY(就绪状态)

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。

【1】不允许对一个线程多次使用start：通过下面源码分析得知，在start()内部，有一个threadStatus变量。如果它不等于0，调用start()会直接抛出异常。

java 复制代码

// 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
        }
    }
}

我们在看下ThreadStatus的取值逻辑：如下源码可知，调用start()之后线程的状态就!0了。

java 复制代码

// 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;
    }
}

【2】其他状态转换为就绪状态：

☑️ 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。

RUNNING(运行状态)

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，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。

如果线程长时间停留在在这个状态就不正常了，这说明线程运行的时间很长（存在性能问题），或者是线程一直得不得执行的机会（存在线程饥饿的问题）。

四、阻塞状态(BLOCKED)

线程正在等待获取java对象的监视器 (也叫内置锁)，即线程正在等待进入由synchronized保护的方法或者代码块。synchronized用来保证原子性，任意时刻最多只能由一个线程进入该临界区域，其他线程只能排队等待。

线程取得锁，就会从阻塞状态转变为就绪状态。

五、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）。也就是说，如果不发生特定的事件，那么处在该状态的线程一直等待，不能获取执行的机会。比如：A线程调用了obj对象的obj.wait()方法，如果没有线程调用obj.notify或obj.notifyAll，那么A线程就没有办法恢复运行；如果A线程调用了LockSupport.park()，没有别的线程调用LockSupport.unpark(A)，那么A没有办法恢复运行。

六、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。

J.U.C中很多与线程相关类，都提供了限时版本和不限时版本的API。TIMED_WAITING意味着线程调用了限时版本的API，正在等待时间流逝。当等待时间过去后，线程一样可以恢复运行。如果线程进入了WAITING状态，一定要特定的事件发生才能恢复运行；而处在TIMED_WAITING的线程，如果特定的事件发生或者是时间流逝完毕，都会恢复运行。

运行状态转换为超时等待：

☑️ 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()

七、消亡状态

线程执行完毕run方法或call方法，或者抛出没有捕获的Exception或Error异常而结束，线程都会停留在这个状态。这个时候线程只剩下Thread对象了，没有什么用了。

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。

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。