線程的狀態(tài)詳解

1. 前言

本節(jié)內(nèi)容主要是對(duì)多線程的 6 種狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)講解，具體內(nèi)容點(diǎn)如下：

• 拋開(kāi)語(yǔ)言，談操作系統(tǒng)的線程的生命周期及線程 5 種狀態(tài)，這是我們學(xué)習(xí) Java 多線程 6 種狀態(tài)的基礎(chǔ)；
• 掌握 Java 的線程生命周期及 6 種線程狀態(tài)，是我們本節(jié)課程的重點(diǎn)內(nèi)容；
• 理解 Java 線程 6 種狀態(tài)的定義，并且通過(guò)代碼實(shí)例進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練，更深入的掌握線程的 6 種不同狀態(tài)，是我們本節(jié)內(nèi)容的核心知識(shí)；
• 掌握 Java 線程不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系，更好地理解線程的不同狀態(tài)，是我們本節(jié)課程的重點(diǎn)。

2. 操作系統(tǒng)線程的生命周期

定義：當(dāng)線程被創(chuàng)建并啟動(dòng)以后，它既不是一啟動(dòng)就進(jìn)入了執(zhí)行狀態(tài)，也不是一直處于執(zhí)行狀態(tài)。在線程的生命周期中，它要經(jīng)過(guò)新建 (New)、就緒（Runnable）、運(yùn)行（Running）、阻塞 (Blocked)，和死亡 (Dead) 5 種狀態(tài)。

從線程的新建 (New) 到死亡 (Dead)，就是線程的整個(gè)生命周期。

下面我們分別對(duì) 5 種不同的狀態(tài)進(jìn)行概念解析。

新建 (New)：操作系統(tǒng)在進(jìn)程中新建一條線程，此時(shí)線程是初始化狀態(tài)。

就緒 (Runnable)：就緒狀態(tài)，可以理解為隨時(shí)待命狀態(tài)，一切已準(zhǔn)備就緒，隨時(shí)等待運(yùn)行命令。

運(yùn)行 (Running)：CPU 進(jìn)行核心調(diào)度，對(duì)已就緒狀態(tài)的線程進(jìn)行任務(wù)分配，接到調(diào)度命令，進(jìn)入線程運(yùn)行狀態(tài)。

阻塞 (Blocked)：線程鎖導(dǎo)致的線程阻塞狀態(tài)。共享內(nèi)存區(qū)域的共享文件，當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程進(jìn)行非讀操作時(shí)，只允許一個(gè)線程進(jìn)行操作，其他線程在第一個(gè)線程未釋放鎖之前不可進(jìn)入操作，此時(shí)進(jìn)入的一個(gè)線程是運(yùn)行狀態(tài)，其他線程為阻塞狀態(tài)。

死亡 (Dead)：線程工作結(jié)束，被操作系統(tǒng)回收。

3. Java 的線程的生命周期及狀態(tài)

定義： 在 Java 線程的生命周期中，它要經(jīng)過(guò)新建（New），運(yùn)行（Running），阻塞（Blocked），等待（Waiting），超時(shí)等待（Timed_Waiting）和終止?fàn)顟B(tài)（Terminal）6 種狀態(tài)。

從線程的新建（New）到終止?fàn)顟B(tài)（Terminal），就是線程的整個(gè)生命周期。

Tips ：與操作系統(tǒng)相比， Java 線程是否少了 “就緒” 狀態(tài) ？其實(shí) Java 線程依然有就緒狀態(tài)，只不過(guò) Java 線程將 “就緒（Runnable）" 和 “運(yùn)行（Running）” 兩種狀態(tài)統(tǒng)一歸結(jié)為 “運(yùn)行（Running）” 狀態(tài)。

我們來(lái)看下 Java 線程的 6 種狀態(tài)的概念。

新建 (New)：實(shí)現(xiàn) Runnable 接口或者繼承 Thead 類(lèi)可以得到一個(gè)線程類(lèi)，new 一個(gè)實(shí)例出來(lái)，線程就進(jìn)入了初始狀態(tài)。

運(yùn)行 (Running)：線程調(diào)度程序從可運(yùn)行池中選擇一個(gè)線程作為當(dāng)前線程時(shí)線程所處的狀態(tài)。這也是線程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)的唯一方式。

阻塞 (Blocked)：阻塞狀態(tài)是線程在進(jìn)入 synchronized 關(guān)鍵字修飾的方法或者代碼塊時(shí)，由于其他線程正在執(zhí)行，不能夠進(jìn)入方法或者代碼塊而被阻塞的一種狀態(tài)。

等待 (Waiting)：執(zhí)行 wait () 方法后線程進(jìn)入等待狀態(tài)，如果沒(méi)有顯示的 notify () 方法或者 notifyAll () 方法喚醒，該線程會(huì)一直處于等待狀態(tài)。

超時(shí)等待 (Timed_Waiting)：執(zhí)行 sleep（Long time）方法后，線程進(jìn)入超時(shí)等待狀態(tài)，時(shí)間一到，自動(dòng)喚醒線程。

終止?fàn)顟B(tài) (Terminal)：當(dāng)線程的 run () 方法完成時(shí)，或者主線程的 main () 方法完成時(shí)，我們就認(rèn)為它終止了。這個(gè)線程對(duì)象也許是活的，但是，它已經(jīng)不是一個(gè)單獨(dú)執(zhí)行的線程。線程一旦終止了，就不能復(fù)生。

4. 新建（New）狀態(tài)詳解

實(shí)例：

public class ThreadTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("線程："+Thread.currentThread()+" 正在執(zhí)行...");
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(new ThreadTest()); //線程 創(chuàng)建（NEW）狀態(tài)
    }
}

這里僅僅對(duì)線程進(jìn)行了創(chuàng)建，沒(méi)有執(zhí)行其他方法。 此時(shí)線程的狀態(tài)就是新建 (New) 狀態(tài)。

Tips：新建（New）狀態(tài)的線程，是沒(méi)有執(zhí)行 start () 方法的線程。

5. 運(yùn)行（Running）狀態(tài)詳解

定義: 線程調(diào)度程序從可運(yùn)行池中選擇一個(gè)線程作為當(dāng)前線程時(shí)線程所處的狀態(tài)。這也是線程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)的唯一方式。

public class ThreadTest implements Runnable{
    .......
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(new ThreadTest()); //線程 創(chuàng)建（NEW）狀態(tài)
        t1. start(); //線程進(jìn)入 運(yùn)行（Running）狀態(tài)
    }
}

當(dāng)線程調(diào)用 start () 方法后，線程才進(jìn)入了運(yùn)行（Running）狀態(tài)。

6. 阻塞（Blocked）狀態(tài)詳解

定義： 阻塞狀態(tài)是線程阻塞在進(jìn)入 synchronized 關(guān)鍵字修飾的方法或者代碼塊時(shí)的狀態(tài)。
我們先來(lái)分析如下代碼。

實(shí)例：

public class DemoTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        testBolockStatus();
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(new DemoTest()); //線程 t1創(chuàng)建（NEW）狀態(tài)
        t1.setName("T-one");
        Thread t2 = new Thread(new DemoTest()); //線程 t2創(chuàng)建（NEW）狀態(tài)
        t2.setName("T-two");
        t1. start(); //線程 t1 進(jìn)入 運(yùn)行（Running）狀態(tài)
        t2. start(); //線程 t2 進(jìn)入 運(yùn)行（Running）狀態(tài)
    }

    public static synchronized void testBolockStatus(){ // 該方法被 synchronized修飾
        System.out.println("我是被 synchronized 修飾的同步方法， 正在有線程" +
                Thread.currentThread().getName() +
                "執(zhí)行我，其他線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)排隊(duì)。");
    }
}

代碼分析：
首先，請(qǐng)看關(guān)鍵代碼：

t1. start(); //線程 t1 進(jìn)入 運(yùn)行（Running）狀態(tài)
t2. start(); //線程 t2 進(jìn)入 運(yùn)行（Running）狀態(tài)

我們將線程 t1 和 t2 進(jìn)行 運(yùn)行狀態(tài)的啟動(dòng)，此時(shí) t1 和 t2 就會(huì)執(zhí)行 run () 方法下的 sync testBolockStatus () 方法。

然后，請(qǐng)看關(guān)鍵代碼：

public static synchronized void testBolockStatus(){ // 該方法被 synchronized修飾

testBolockStatus () 方法是被 synchronized 修飾的同步方法。當(dāng)有 2 條或者 2 條以上的線程執(zhí)行該方法時(shí)， 除了進(jìn)入方法的一條線程外，其他線程均處于 “阻塞” 狀態(tài)。

最后，我們看下執(zhí)行結(jié)果：

我是被 synchronized 修飾的同步方法， 正在有線程T-one執(zhí)行我，其他線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)排隊(duì)。
我是被 synchronized 修飾的同步方法， 正在有線程T-two執(zhí)行我，其他線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)排隊(duì)。

執(zhí)行結(jié)果解析：我們有兩條線程， 線程名稱分別為： T-one 和 T-two。

• 執(zhí)行結(jié)果第一條： T-one 的狀態(tài)當(dāng)時(shí)為 運(yùn)行（Running）狀態(tài)，T-two 狀態(tài)為 阻塞（Blocked）狀態(tài)；
• 執(zhí)行結(jié)果第二條： T-two 的狀態(tài)當(dāng)時(shí)為 運(yùn)行（Running）狀態(tài)，T-one 狀態(tài)為 阻塞（Blocked）狀態(tài)。

7. 等待（Waiting）狀態(tài)詳解

定義: 執(zhí)行 wait () 方法后線程進(jìn)入等待狀態(tài)，如果沒(méi)有顯示的 notify () 方法或者 notifyAll () 方法喚醒，該線程會(huì)一直處于等待狀態(tài)。

我們通過(guò)代碼來(lái)看下，等待（Waiting）狀態(tài)。

實(shí)例：

public class DemoTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        try {
            testBolockStatus();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(new DemoTest()); //線程 t1創(chuàng)建（NEW）狀態(tài)
        t1.setName("T-one");
        t1. start(); //線程進(jìn)入 運(yùn)行 狀態(tài)
    }
    public synchronized void testBolockStatus() throws InterruptedException {
        System.out.println("我是線程：" + Thread.currentThread().getName() + ". 我進(jìn)來(lái)了。");
        this.wait(); //線程進(jìn)入 等待狀態(tài) ，沒(méi)有其他線程 喚醒， 會(huì)一直等待下去
        System.out.println("我是被 synchronized 修飾的同步方法， 正在有線程" +
                Thread.currentThread().getName() +
                "執(zhí)行我，其他線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)排隊(duì)。");
    }
}

注意看下關(guān)鍵代碼：

this.wait(); //線程進(jìn)入 等待狀態(tài) ，沒(méi)有其他線程 喚醒， 會(huì)一直等待下去

這里調(diào)用了 wait () 方法。線程進(jìn)入 等待（Waiting）狀態(tài)。如果沒(méi)有其他線程喚醒，會(huì)一直維持等待狀態(tài)。

運(yùn)行結(jié)果：

我是線程：T-one. 我進(jìn)來(lái)了。

沒(méi)有辦法打印 wait () 方法后邊的執(zhí)行語(yǔ)句，因?yàn)榫€程已經(jīng)進(jìn)入了等待狀態(tài)。

8. 超時(shí)等待（Timed-Waiting）狀態(tài)詳解

定義: 執(zhí)行 sleep（Long time）方法后，線程進(jìn)入超時(shí)等待狀態(tài)，時(shí)間一到，自動(dòng)喚醒線程。
我們通過(guò)代碼來(lái)看下，超時(shí)等待（Timed-Waiting）狀態(tài)。

實(shí)例：

public class DemoTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        .....
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       .....
    }
    public synchronized void testBolockStatus() throws InterruptedException {
        System.out.println("我是線程：" + Thread.currentThread().getName() + ". 我進(jìn)來(lái)了。");
        Thread.sleep(5000); //超時(shí)等待 狀態(tài) 5 秒后自動(dòng)喚醒線程。
        System.out.println("我是被 synchronized 修飾的同步方法， 正在有線程" +
                Thread.currentThread().getName() +
                "執(zhí)行我，其他線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)排隊(duì)。");
    }
}

注意看下關(guān)鍵代碼：

Thread.sleep(5000); //超時(shí)等待 狀態(tài) 5 秒后自動(dòng)喚醒線程。

這里調(diào)用了 sleep () 方法。線程進(jìn)入超時(shí)等待（Timed-Waiting）狀態(tài)。超時(shí)等待時(shí)間結(jié)束，自動(dòng)喚醒線程繼續(xù)執(zhí)行。

運(yùn)行結(jié)果：5 秒后，打印第二條語(yǔ)句。

我是線程：T-one. 我進(jìn)來(lái)了。
我睡醒了。我是被 synchronized 修飾的同步方法， 正在有線程T-one執(zhí)行我，其他線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)排隊(duì)。

9. 終止（Terminal）狀態(tài)定義

定義: 當(dāng)線程的 run () 方法完成時(shí)，或者主線程的 main () 方法完成時(shí)，我們就認(rèn)為它終止了。這個(gè)線程對(duì)象也許是活的，但是，它已經(jīng)不是一個(gè)單獨(dú)執(zhí)行的線程。線程一旦終止了，就不能復(fù)生。

10. 小結(jié)

本節(jié)的重中之重在于線程的 6 種不同的狀態(tài)，本節(jié)所有的內(nèi)容都圍繞這 6 種不同的狀態(tài)進(jìn)行的講解，這也是本小節(jié)的核心內(nèi)容，也是必須要掌握的內(nèi)容。