Java线程的6个状态及状态的间的转换

线程的状态

// Thread.State 源码
public enum State {NEW,RUNNABLE,BLOCKED,WAITING,TIMED_WAITING,TERMINATED;
}

NEW

当线程创建，但是还没有调用start()方法时，先前的线程状态是NEW。

private void testStateNew() {Thread thread = new Thread(() -> {});System.out.println(thread.getState()); // 输出 NEW
}

关于start()的两个引申问题

反复调⽤同⼀个线程的start()⽅法是否可⾏？
假如⼀个线程执⾏完毕（此时处于TERMINATED状态），再次调⽤这个线程的start()⽅法是否可⾏？

要分析这两个问题，我们先来看看start()的源码：

public synchronized void start() {if (threadStatus != 0)throw new IllegalThreadStateException();group.add(this);boolean started = false;try {start0();started = true;} finally {try {if (!started) {group.threadStartFailed(this);}} catch (Throwable ignore) {}}
}

我们可以看到，在start()内部，这⾥有⼀个threadStatus的变量。如果它不等于0，调⽤start()是会直接抛出异常的。

查看当前线程状态的源码：

// Thread.getState⽅法源码：
public State getState() {// get current thread statereturn sun.misc.VM.toThreadState(threadStatus);
}
// sun.misc.VM 源码：
public static State toThreadState(int var0) {if ((var0 & 4) != 0) {return State.RUNNABLE;} else if ((var0 & 1024) != 0) {return State.BLOCKED;} else if ((var0 & 16) != 0) {return State.WAITING;} else if ((var0 & 32) != 0) {return State.TIMED_WAITING;} else if ((var0 & 2) != 0) {return State.TERMINATED;} else {return (var0 & 1) == 0 ? State.NEW : State.RUNNABLE;}
}

所以，我们结合上⾯的源码可以得到引申的两个问题的结果：

两个问题的答案都是不可⾏，在调⽤⼀次start()之后，threadStatus的值会改变（threadStatus !=0），此时再次调⽤start()⽅法会抛出IllegalThreadStateException异常。⽐如，threadStatus为2代表当前线程状态为TERMINATED.

RUNNABLE

表示当前线程正在运⾏中。处于RUNNABLE状态的线程在Java虚拟机中运⾏，也有可能在等待其他系统资源（⽐如I/O）。

BLOCKED

阻塞状态。处于BLOCKED状态的线程正等待锁的释放以进⼊同步区。

WAITING

等待状态。处于等待状态的线程变成RUNNABLE状态需要其他线程唤醒。
调⽤如下3个⽅法会使线程进⼊等待状态：

Object.wait()：使当前线程处于等待状态直到另⼀个线程唤醒它；
Thread.join()：等待线程执⾏完毕，底层调⽤的是Object实例的wait⽅法；
LockSupport.park()：除⾮获得调⽤许可，否则禁⽤当前线程进⾏线程调度。

TIMED_WAITING

超时等待状态。线程等待⼀个具体的时间，时间到后会被⾃动唤醒。
调⽤如下⽅法会使线程进⼊超时等待状态：

Thread.sleep(long millis)：使当前线程睡眠指定时间；
Object.wait(long timeout)：线程休眠指定时间，等待期间可以通过notify()/notifyAll()唤醒；
Thread.join(long millis)：等待当前线程最多执⾏millis毫秒，如果millis为0，则会⼀直执⾏；
LockSupport.parkNanos(long nanos)：除⾮获得调⽤许可，否则禁⽤当前线程进⾏线程调度指定间；
LockSupport.parkUntil(long deadline)：同上，也是禁⽌线程进⾏调度指定时间；

TERMINATED

终⽌状态。此时线程已执⾏完毕

线程状态的转换

BLOCKED与RUNNABLE状态的转换

处于BLOCKED状态的线程是因为在等待锁的释放。假如这⾥有
两个线程a和b，a线程提前获得了锁并且暂未释放锁，此时b就处于BLOCKED状态

@Test
public void blockedTest() {Thread a = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {testMethod();}}, "a");Thread b = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {testMethod();}}, "b");a.start();Thread.sleep(1000);    b.start();System.out.println(a.getName() + ":" + a.getState()); // 输出？System.out.println(b.getName() + ":" + b.getState()); // 输出？ }// 同步⽅法争夺锁private synchronized void testMethod() {try {Thread.sleep(2000L);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

WAITING状态与RUNNABLE状态的转换

Object.wait()

调⽤wait()⽅法前线程必须持有对象的锁。
线程调⽤wait()⽅法时，会释放当前的锁，直到有其他线程调⽤notify()/notifyAll()⽅法唤醒等待锁的线程。
需要注意的是，其他线程调⽤notify()⽅法只会唤醒单个等待锁的线程，如有有多个线程都在等待这个锁的话不⼀定会唤醒到之前调⽤wait()⽅法的线程。
同样，调⽤notifyAll()⽅法唤醒所有等待锁的线程之后，也不⼀定会⻢上把时间⽚分给刚才放弃锁的那个线程，具体要看系统的调度。

Thread.join()

public void blockedTest() {······a.start();a.join();b.start();System.out.println(a.getName() + ":" + a.getState()); // 输出 TERMINATEDSystem.out.println(b.getName() + ":" + b.getState());
}

a线程启动之后⻢上调⽤了join⽅法，这⾥main线程就会等到a线程执⾏完毕，所以这⾥a线程打印的状态固定是TERMIATED。

TIMED_WAITING与RUNNABLE状态转换

TIMED_WAITING与WAITING状态类似，只是TIMED_WAITING状态等待的时间是指定的。

Thread.sleep(long)

使当前线程睡眠指定时间。需要注意这⾥的“睡眠”只是暂时使线程停⽌执⾏，并不会释放锁。时间到后，线程会重新进⼊RUNNABLE状态。

Object.wait(long)

wait(long)⽅法使线程进⼊TIMED_WAITING状态。这⾥的wait(long)⽅法与⽆参⽅法wait()相同的地⽅是，都可以通过其他线程调⽤notify()或notifyAll()⽅法来唤醒。
不同的地⽅是，有参⽅法wait(long)就算其他线程不来唤醒它，经过指定时间long之后它会⾃动唤醒，拥有去争夺锁的资格。

Thread.join(long)

join(long)使当前线程执⾏指定时间，并且使线程进⼊TIMED_WAITING状态。

线程中断

在某些情况下，我们在线程启动后发现并不需要它继续执⾏下去时，需要中断线程。⽬前在Java⾥还没有安全直接的⽅法来停⽌线程，但是Java提供了线程中断机制来处理需要中断线程的情况。
线程中断机制是⼀种协作机制。需要注意，通过中断操作并不能直接终⽌⼀个线程，⽽是通知需要被中断的线程⾃⾏处理。

简单介绍下Thread类⾥提供的关于线程中断的⼏个⽅法：

Thread.interrupt()：中断线程。这⾥的中断线程并不会⽴即停⽌线程，⽽是设置线程的中断状态为true（默认是flase）；
Thread.interrupted()：测试当前线程是否被中断。线程的中断状态受这个⽅法的影响，意思是调⽤⼀次使线程中断状态设置为true，连续调⽤两次会使得这个线程的中断状态重新转为false；
Thread.isInterrupted()：测试当前线程是否被中断。与上⾯⽅法不同的是调⽤这个⽅法并不会影响线程的中断状态。