Thread线程的生命周期

多线程的生命周期

1. 介绍

Java 线程的生命周期由 JVM 管理，共 6 种状态，状态转换由线程调度、API 调用等触发：

• NEW（新建）：线程对象已经创建，但是未调用strat()方法，尚未启动。
• RUNNABLE（可运行）：线程已经启动，正在JVM中执行（或者等待CPU调度）。
• BLOCKED（阻塞）：线程等待获取对象锁（如进入synchronized代码块/方法时被占用）。
• WAITING（等待）：无限制等待，需要其他线程显式唤醒。
• TIMED_WAITING（超时等待）：有时限等待，超时自动唤醒。
• TERMINATED（终止）：线程执行完成（run()方法结束）或者异常终止。

注意：RUNNABLE可以进一步细分，分为READY（就绪）和RUNING（运行）两种逻辑状态。

• READY（就绪）：线程已经具备执行条件，等待CPU调度（如刚启动，释放锁后）。
• RUNNING（运行）：线程正在CPU上执行run()方法。

（JVM没有显式区分这两种状态，统一归为RUNNABLE）。

阻塞态的区别：

• BLOCKED：仅针对对象锁竞争。
• WAITING/TIMED_WAITING：针对主动等待（如 wait ()、sleep ()），不属于锁竞争。

2. 线程之间的相互转换

如下图：

1. NEW

• 含义：线程已创建，但尚未调用 start()。
• 可转换到：
  • ✅ RUNNABLE：调用 thread.start() 后。

❌ 不能直接进入其他任何状态（如 BLOCKED、WAITING 等）。

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2. RUNNABLE

• 含义：线程已启动，处于“就绪”或“正在运行”状态（包括等待 CPU 调度或正在执行）。
• 可转换到：
  • ✅ BLOCKED：尝试进入 synchronized 块但锁被其他线程持有。
  • ✅WAITING：
    • 调用 Object.wait()（无超时）
    • 调用 Thread.join()（无超时）
    • 调用 LockSupport.park()
  • ✅TIMED_WAITING：
    • 调用 Thread.sleep(millis)
    • 调用 Object.wait(timeout)
    • 调用 Thread.join(timeout)
    • 调用 LockSupport.parkNanos() / parkUntil()
  • ✅TERMINATED：
    • run() 方法正常执行完毕
    • run() 抛出未捕获异常

⚠️ 注意：RUNNABLE 是唯一能通往所有其他非 NEW 状态的“枢纽”。

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3. BLOCKED

• 含义：线程正在等待获取 synchronized 监视器锁（monitor lock）。
• 可转换到：
  • ✅ RUNNABLE：当所等待的锁被释放，且该线程成功获得锁后。

❌ 不能直接进入 WAITING、TIMED_WAITING 或 TERMINATED。
（必须先拿到锁 → 变成 RUNNABLE → 再执行后续代码才可能终止或等待）

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4. WAITING

• 含义：线程无限期等待另一个线程执行特定操作（如 notify() 或 join() 完成）。
• 可转换到：
  • ✅BLOCKED：
    • 仅适用于 Object.wait() 被 notify()/notifyAll() 唤醒后，
    • 但重新竞争 synchronized 锁失败时。
  • ✅RUNNABLE：
    • 被成功唤醒且立即获得所需锁（如 wait() 后锁可用）
    • join() 等待的线程已结束
    • LockSupport.unpark() 被调用
  • ✅TERMINATED：
    • 在 WAITING 中被中断（interrupt()），
    • 导致抛出 InterruptedException 且未处理，使 run() 退出。

❌ 不能直接进入 TIMED_WAITING 或 NEW。

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5. TIMED_WAITING

• 含义：线程等待指定时间，或直到被唤醒/中断。
• 可转换到：
  • ✅BLOCKED：
    • 仅当因 Object.wait(timeout) 被 notify() 唤醒，
    • 但重新获取 synchronized 锁失败时。
  • ✅RUNNABLE：
    • 超时时间到达（如 sleep(1000) 结束）
    • 被提前唤醒且锁可用（如 wait(5000) 被 notify() 唤醒且锁空闲）
    • join(timeout) 等待的线程已结束
  • ✅TERMINATED：
    • 被中断（interrupt()）导致 InterruptedException，
    • 且异常未被捕获，使 run() 方法退出。

❌ 不能直接进入 WAITING 或 NEW。

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6. TERMINATED

• 含义：线程已执行完毕（正常或异常结束）。
• 可转换到：
  • ❌ 无！这是最终状态，不可逆。

一旦 TERMINATED，线程对象不能再被启动或复用。

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📊 总结表格（箭头表示“可以转换到”）

当前状态	可转换到的状态
NEW	→ RUNNABLE
RUNNABLE	→ BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED
BLOCKED	→ RUNNABLE
WAITING	→ BLOCKED, RUNNABLE, TERMINATED
TIMED_WAITING	→ BLOCKED, RUNNABLE, TERMINATED
TERMINATED	→ （无）

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💡 补充说明：

• 所有状态转换均由 JVM 自动管理，程序员只能通过调用方法（如 start(), wait(), interrupt()）间接影响状态。
• BLOCKED 仅与 synchronized 锁竞争有关；使用 ReentrantLock 等显式锁不会进入 BLOCKED，而是 WAITING。
• RUNNABLE 在操作系统层面包含 READY（就绪） 和 RUNNING（运行中），但在 Java 中统一为一个状态。