参考文献: 深入理解Java并发框架AQS系列（一）：线程

1. 概述

当线程被创建并启动以后，它既不是一启动就进入了执行状态，也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中，它要经过 6 种状态：

  • NEW-初始
  • RUNNABLE-可运行
  • BLOCKED-阻塞
  • WAITING-等待
  • TIMED_WAITING-超时等待
  • TERMINATED-结束

为了论述的更为彻底，我们站在操作系统的角度，将 RUNNABLE-可运行 状态拆分为 runnable-就绪状态 及 running-运行状态，故一共7种状态。

我尝试想用一张图把状态流转描述清楚，发现非常困难，由于wait/notify使用的特殊性，会将整个流程图搅得很乱，所以此处我们把状态流转拆分为（非wait方法）及（wait方法）。

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1. 新建状态(new)

当程序使用 new 关键字创建了一个线程之后，该线程就处于新建状态，此时仅由 JVM 为其分配内存，并初始化其成员变量的值

2. 就绪状态(runnable)

当线程对象调用了 start() 方法之后，该线程处于就绪状态。Java 虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器，等待调度运行。

就绪状态表示当前线程已经启动，只要操作系统调度了cpu时间片，即可运行，其本质上还是处于等待；例如3个正常启动且无阻塞的线程，运行在一个2核的计算机上，那么在某一个时刻，一定至少有1个线程处于就绪状态，等待着cpu资源

3. 运行状态(running)

唯一一个正在运行中的状态，且当前线程没有阻塞、休眠、挂起等；处于此状态的线程，通过主动调用Thread.yield()方法，可变为就绪状态

4. 阻塞状态(blocked)

线程被动地处于synchronized的阻塞队列中，没有超时概念、不响应中断

5. 等待状态(waiting)

顾名思义，线程处于主动等待中，且响应中断；当线程主动调用了以下3个方法时，即处于等待状态，等待其他线程的唤起

  • Thread.join()
  • LockSupport.park()
  • Object.wait()

与阻塞状态的区别：

  • 阻塞状态：线程总是被动的处于阻塞状态，当一个线程执行 synchronized 代码块时，它不知道自己马上抢到锁并执行后续逻辑还是会被阻塞
  • 等待状态：线程很清楚自己接下来要处于等待状态，而且这个命令是线程自己发起的，即便何时被唤醒它无法控制

6. 超时等待(timed_waiting)

此状态与waiting状态定义基本一致，只是引入了超时概念；进入timed_waiting的方法如下：

  • Thread.sleep(long)
  • Thread.join(long)
  • LockSupport.parkNanos(long)
  • LockSupport.parkUntil(long)
  • Object.wait(long)

7. 线程死亡(dead)

线程会以下面三种方式结束，结束后就是死亡状态。

  • 正常结束

    run()或 call()方法执行完成，线程正常结束。

  • 异常结束

    线程抛出一个未捕获的 Exception 或 Error。

  • 调用 stop

    直接调用该线程的 stop() 方法来结束该线程—该方法通常容易导致死锁，不推荐使用。

8. 状态流转

初始 -> 就绪

线程调用Thread.start()方法即可进入就绪状态

就绪 -> 运行

操作系统调度，JVM层面无法干预

运行 -> 就绪

分主动、被动2种方式

  • 1、当前线程的cpu时间片用完，被动进入就绪状态
  • 2、主动调用Thread.yield()

运行 -> 阻塞

2种场景可将一个运行状态的线程变为阻塞状态，且都与synchronized相关

  • 场景1：线程因争抢synchronized锁失败，从而进入等待队列时，线程状态置为blocked
  • 场景2：处于Object.wait()的线程在被唤醒后，不会立即去执行后续代码，而且是会重新争抢synchronized锁，争抢失败的即会进入同步队列排序，此时的线程状态同样为blocked

运行 -> 等待

  • 场景1：调用Thread.join()
  • 场景2：调用LockSupport.park()，即挂起线程，且只能挂起当前线程
  • 场景 3：调用 Object.await()

运行 -> 超时等待

  • Thread.sleep(long)
  • Thread.join(long)
  • LockSupport.parkNanos(long)
  • LockSupport.parkUntil(long)

等待/超时等待 -> 阻塞

当执行完Object.wait()/Object.wait(long)后，不会马上进入就绪状态，线程间还要继续争抢同步队列的锁，争抢失败的便会进入阻塞状态；

运行 -> 终止

线程正常执行完毕，结束了run方法后便进入终止状态，无法再被唤起，等待GC回收