Java 并发编程 03：线程的状态

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简介

线程在任何一个时刻只能处于一种状态，可以使用 getState() 获取线程的状态。

操作系统层面的五种状态

从操作系统层面来看，线程有五种状态：

• 新建 New
• 就绪 Ready
• 运行 Running
• 阻塞 Blocked
• 死亡 Dead

Java API 层面的六种状态

从 Java API 层面来看，线程有六种状态：

• 新建 NEW
• 可运行 RUNNABLE
• 阻塞 BLOCKED
• 等待 WAITING
• 计时等待 TIMED_WAITING
• 终止 TERMINATED

它们在 Thread 类的内部枚举 State 中定义：

public enum State {
	NEW,
	RUNNABLE,
	BLOCKED,
	WAITING,
	TIMED_WAITING,
	TERMINATED;
}

新建

• 创建了线程对象，但是还没有调用 start() 方法的线程处于新建状态。
• 只能对处于新建状态的线程调用 start() 方法，否则将引发 IllegalThreadStateException 异常。

可运行

• 可运行状态对应操作系统的两种状态，也就是就绪 Ready 状态和运行 Running 状态。
• Java 中，处于 Runnable 状态的线程有可能在等待 CPU 资源，也有可能正在执行。

阻塞

• 当一个线程进入 synchronized 保护的代码时，获取 monitor 锁失败，它将从可运行状态转变为阻塞状态。

等待

• 调用 Object.wait、Thread.join 和 LockSupport.park 会让一个线程进入等待状态。
• 处于等待状态的线程需要等待另外的线程执行特定操作。

计时等待

• 调用 Thread.sleep(long millis)、Object.wait(long timeout)、Thread.join(long millis)、LockSupport.parkNanos(long nanos) 和 LockSupport.parkUntil(long deadline) 会让一个线程进入计时等待状态。
• 计时等待状态类似等待状态，只不过有一个特定的等待时长，如果等待超时将由系统自动唤醒。

终止

• 线程执行完成的状态
• 进入终止状态有两种可能
  • run() 方法执行完毕，线程正常退出
  • 出现一个没有捕获的异常，终止了 run() 方法，最终导致意外终止

注意

1. 被 notify() 或者 notifyAll() 方法唤醒的线程会直接进入阻塞状态，因为唤醒线程的线程如果要调用 notify() 或者 notifyAll()，要求必须首先持有该 monitor 锁，所以处于等待或者计时等待状态的线程被唤醒时拿不到锁，于是进入阻塞状态。
2. 线程的状态是需要按照箭头方向来走的，比如线程从 New 状态是不可以直接进入 Blocked 状态的，它需要先经历 Runnable 状态。
3. 线程生命周期不可逆。一旦进入 Runnable 状态就不能回到 New 状态；一旦被终止就不可能再有任何状态的变化。所以一个线程只能有一次 New 和 Terminated 状态，只有处于中间状态才可以相互转换。

参考资料

• 《疯狂 Java 讲义：第 5 版》16.3 线程的生命周期
• 黑马 Java 并发编程
• Java 并发编程 78 讲