Java多線程之線程狀態的遷移詳解
一、六種狀態
java.lang.Thread 的狀態分為以下 6 種，它們以枚舉的形式，封裝在瞭Thread類內部：
NEW：表示線程剛剛創建出來，還未啟動
RUNNABLE：可運行狀態，該狀態的線程可以是ready或running，唯一的決定因素是線程調度器
BLOCKED：阻塞，線程正在等待一個monitor鎖以便進入一個同步代碼塊
WAITING：等待，一種掛起等待的狀態。一個線程處於waiting是為瞭等待其他線程執行某個特定的動作。
TIMED_WAITING：定時等待。
TERMINATED：終結，線程執行結束後的狀態。
二、狀態遷移圖
線程遷移圖網上有很多，這是我自己參考著繪制的一張。
線程遷移圖雖然是背瞭忘忘瞭背，反反復復很多遍，但是記憶這張圖其實並不困難。首先就是NEW和TERMINATED狀態，一個表示剛剛創建，一個表示任務結束。
最重要的是記住WAITING和BLOCKED這兩種狀態與RUNNABLE相互切換的條件。
BLOCKED狀態在Java doc中的描述是“等待一個monitor鎖”，monitor對象是與對象實例相關聯的一個鎖對象，這個鎖對象實際上就是 synchronized 的具體實現，一般稱之為重量級鎖，進入同步代碼塊的過程，實際上就是獲取到 monitor 對象的鎖的過程。如果鎖被其他線程占用，當前線程就變成瞭BLOCKED狀態，如果得到瞭鎖，就由BLOCKED切換到RUNNABLE狀態。
WAITING 是一種掛起狀態，處於 waiting 的線程表示它正在等待一個有緣人~ 這個有緣人需要執行特定的動作才能解救 waiting 中的線程。就像孫悟空在五指山下等瞭五百年，隻有玄奘摘下山頂的符咒才能夠破土而出。
導致 WAITING 的情況隻有三種：
wait()
join()
LockSupport.park()
wait() 方法是 Object 的成員方法，它可以令當前線程針對於某個對象掛起等待，並釋放獲得的鎖資源，隻有當其他線程調用這個對象的notify()或 notifyAll() 方法，才能夠喚醒等待中的線程。註意，notify()或 notifyAll() 不會釋放鎖資源。
join() 方法是線程的一個成員方法，“加入一個線程”，這好像合情合理，比如 t1線程在執行的過程中調用瞭 t2.join()，那麼好吧， t1就會由 RUNNABLE 變為 WAITING，因為他要等待 t2 執行完後才會繼續執行，說白瞭，就是方便程序員讓線程插隊用的：
LockSupport.park()更方便，它是一個靜態方法，可以讓線程在調用的位置直接WAITING，然後在其他線程中，獲取到WAITING中的線程對象，傳入LockSupport(thread) 直接恢復運行。
三、線程狀態模擬
準備三個線程 monitor 監視線程，主要實時監視 t1線程的狀態；
t1 線程模擬各種狀態，t2 輔助 t1 模擬各種狀態：
public class ThreadState {
static Object lock = new Object();
// 模擬 NEW、RUNNABLE、WAITING、TIMED_WAITING、BLOCKED、TERMINATED
public static void main(String[] args) {
ThreadState thisObj = new ThreadState();
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
// 先獲取 t2 對象
Thread t2 = getThreadByName("t2");
// 先執行一套邏輯，推遲同步代碼塊的調用
String str = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
str += i;
}
// 調用同步代碼塊
thisObj.doSync();
// t2準備插隊
t2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}, "t1");
System.out.println("t1 剛創建：" + t1.getState());
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
// 直接獲取同步鎖
thisObj.doSync();
// 釋放鎖後在運行一段時間
TimeUnit.SECONDS.sleep(30);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}, "t2");
Thread monitor = new Thread(() -> {
Thread.State t1State = null;
while (true) {
if (!t1.getState().equals(t1State)) {
t1State = t1.getState();
System.out.println("t1 此刻狀態：" + t1.getState());
}
if (t1State.equals(Thread.State.TERMINATED))
break;
}
}, "monitor");
monitor.start();
t2.start();
t1.start();
}
public synchronized void doSync() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
String str = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
str += i;
}
}
public static Thread getThreadByName(String name) {
Optional<Thread> first = Thread.getAllStackTraces()
.keySet()
.stream()
.filter(thread -> thread.getName().equals(name))
.findFirst();
return first.get();
}
}
輸出：
t1 剛創建：NEW
t1 此刻狀態：RUNNABLE
t1 此刻狀態：BLOCKED
t1 此刻狀態：TIMED_WAITING
t1 此刻狀態：TIMED_WAITING
t1 此刻狀態：RUNNABLE
t1 此刻狀態：WAITING
t1 此刻狀態：BLOCKED
t1 此刻狀態：TERMINATED
總結
線程狀態遷移是非常重要的多線程基礎知識，在調試多線程問題的時候，能夠發揮很大的作用。
6 種狀態不僅要熟記，而且在什麼情況下會出現這些狀態也要清晰明瞭。
如果條件允許，可以試著通過不同的方法來模擬線程的六種狀態的切換，可以加深對線程生命周期的理解。
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