java线程状态和状态切换

背景

先来探讨一个关于多线程的基础知识：java线程有多少种状态？根据JDK定义，答案是六种！为什么很多人给出的答案却是五种呢？这极有可能是将操作系统层面的线程状态和java线程状态混为一潭了。因为，小编在翻阅JDK源码的基础上，介绍一下java线程的六种状态以及操作系统层面的五种状态。

java线程状态

JDK中声明了六种java线程状态，以枚举的形式定义在Thread.State中，而且注释开篇撇清了和操作系统层面线程状态的关系-----【这些是状态是虚拟机状态，不反映任何操作系统的线程状态】，英文原文描述如下：

简单来介绍一下这六种状态。

1.new：新建状态，新创建一个线程对象时的初始状态，此时尚未调用start（）方法。

2.runnable：就绪状态，Java线程把操作系统中的就绪和运行两种状态统一称为“就绪状态或者可运行状态”。英文相关描述如下：

A thread in the runable state is executing in the Java virtual machine but it may be waiting for other resources from the operation system such as processor.

线程对象创建后，其他线程（比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取cpu的使用权。

3.blocked: 阻塞状态，表示线程进入等待状态，也就是线程因为某种原因放弃了CPU使用权，阻塞也分为几种情况：

等待阻塞：运行的线程执行了Thread.sleep,Object.wait（），join（）等方法，JVM会把当前线程设置为等待状态，当sleep结束，join线程终止或者线程被唤醒后，该线程从等待状态进入阻塞状态，重新抢占锁后进行线程恢复。
同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被其他线程占用了，那么JVM会把当前的线程放入到锁池中。
其他阻塞：发出了I/O请求时，JVM会把当前线程设置为阻塞状态，当I/O处理完毕则线程恢复。

4. waiting: 等待时间，没有超过时间，要被其他线程或者有其他的中断操作；即一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的动作的线程处于waiting状态，英文原文如下：

A thread that is waiting indefinitely for another thread to perform a particular action is in the state.

一个线程进入waiting 状态是因为调用了方法Object.wait(),Thread.join()或者LockSupport.park()。然后会等其他线程执行一个特别的动作，比如：

一个调用了Thread.join方法的线程会等待指定的线程结束。
一个调用了某个对象的wait方法的线程会等待另一个线程调用此对象的notify()或notifyAll()。

5.Time_waiting:等待超时，超过以后会自动返回；如下方执行超时，就会进入超时等待状态：Thread.sleep(long),Object.wait(long),Thread.join(long),LockSupport.park(long),LockSupport.parkNanos(long),LockSupport.parkUntil(long)。

6. Terminated：终止状态，表示当前线程执行完毕。

我们可以通过getState()来查看线程的当前状态：

线程状态间的转换

借一个图来描述：

关于具体的转换场景，图中描述的比较清楚，此处不在赘述。注意：

sleep,join,yieId时并不释放对象锁资源，而执行函数wait（）时会释放锁，对象在被notif/notifyAll唤醒时，重新去抢夺获取对象锁资源。
sleep可以在任何地方使用，而wait，notify，notifyAll只能在同步方法或者同步块中使用。
调用obj.wait（）会立即释放锁，以便其他线程可以执行notify，但notify（）不会立刻释放sycronized(obj)中的对象锁，必须要等notify()所在线程执行完同步方法或者同步块才会释放这把锁，然后供线程等待池的线程来抢夺对象锁。 wait方法是Object的方法，线程释放锁，进入waiting或timed_waitind 状态，等待时间到了或被 notif/notifyAll唤醒后回去竞争锁，如果获得锁，进入runnable，否则进入阻塞状态等待获取锁。

操作系统层面线程状态

很多人会把操作系统层面的线程状态与java线程状态混淆，所以导致有的文章中把java线程状态写成5种，在此我们说清楚一个问题，java线程状态是6个，操作系统层的线程是5种，如下图所示：

下面分别介绍一下这五种状态：

new :一个新的线程被创建，等待该线程被调用执行。
ready：表示线程已被创建，正在等待系统调度分配CPU使用权或者时间片已用完，此线程被强制暂停，等待下一个属于它的时间片到来。
running：表示线程获得了CPU使用权，正在占用时间片。
waiting：表示线程等待（或者说挂起），等待某一事件（如IO或另一个线程）执行完，让出CPU资源给其他线程使用。
terminated：一个线程完成任务或者其他终止条件发生，该线程终止进入退出状态，退出状态释放该线程所分配的资源。

需要注意的是：操作系统中的线程除去new和terminated状态，一个线程真实存在的状态是ready，running和waiting。

Thread.State中的Runnable状态涵盖了操作系统层面的【可运行状态】，【运行状态】和【阻塞状态】（由于BIO导致的线程阻塞，在java里无法区分，仍然认为是可运行，就好比我们在run（）方法里调用IO方法，再者虽然有线程上下文切换但在JAVA层面还是运行的）。

至此，我们就把java线程状态以及操作系统层面的线程就理清了，喜欢的小伙伴可以关注我呀