线程的生命周期及状态转换

在 Ja va 里，任何对象都有自己的生命周期，线程当然也一样。从 Thread 对象创建完成的那一刻起，这条线程的生命周期就算正式开启了；而当线程任务中的代码正常执行结束，或者在线程运行过程中抛出了未被捕获的异常（Exception）或错误（Error）时，它的生命周期也就随之走到了终点。

在 Ja va 官方 API 中，线程的完整生命周期被划分为六种状态：NEW（新建状态）、RUNNABLE（可运行状态）、BLOCKED（阻塞状态）、WAITING（等待状态）、TIMED_WAITING（定时等待状态）以及 TERMINATED（终止状态）。这些状态说白了，就是用来描述线程此刻到底在做什么、处于什么阶段。在实际程序运行过程中，线程会因为不同操作在这些状态之间来回切换，整体关系如图1所示。

图1 线程状态转换图

图1中展示了线程各种状态的转换关系，箭头方向表示可转换的方向。接下来，针对线程生命周期中的六种状态分别进行详细讲解，具体如下：

1．NEW（新建状态）

创建一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态，此时它不能运行，和其他Ja va对象一样，仅仅由JVM为其分配了内存，没有表现出任何线程的动态特征。

2．RUNNABLE（可运行状态）

当新建状态下的线程对象调用了start()方法，此时就会从新建状态进入可运行状态。从图10-10可以看出，在RUNNABLE状态内部又可细分成两种状态：READY（就绪状态）和RUNNING（运行状态），并且线程可以在这两个状态之间相互转换。

● 就绪状态：线程对象调用start()方法之后，等待JVM的调度，此时线程并没有运行；

● 运行状态：线程对象获得JVM调度，如果存在多个CPU，那么允许多个线程并行运行。

3．BLOCKED（阻塞状态）

处于运行状态的线程可能会因为某些原因失去CPU的执行权，暂时停止运行进入阻塞状态。此时，JVM不会给线程分配CPU，直到线程重新进入就绪状态，才有机会转换到运行状态。阻塞状态的线程只能先进入就绪状态，不能直接进入运行状态。
线程一般会在以下两种情况下进入阻塞状态：

● 当线程A运行过程中，试图获取同步锁时，却被线程B获取，此时JVM把当前线程A存到对象的锁池中，线程A就会进入阻塞状态；

● 当线程运行过程中，发出IO请求时，此时该线程也会进入阻塞状态。

4．WAITING（等待状态）

当处于运行状态的线程调用了无时间参数限制的方法后，如wait()、join()等方法，就会将当前运行中的线程转换为等待状态。

处于等待状态中的线程不能立即争夺CPU使用权，必须等待其他线程执行特定的操作后，才有机会再次争夺CPU使用权，将等待状态的线程转换为运行状态。例如，调用wait()方法而处于等待状态中的线程，必须等待其他线程调用notify()或者notifyAll()方法唤醒当前等待中的线程；调用join()方法而处于等待状态中的线程，必须等待其他加入的线程终止。

5．TIMED_WAITING（定时等待状态）

将运行状态中的线程转换为定时等待状态中的线程与转换为等待状态中的线程操作类似，只是运行线程调用了有时间参数限制的方法，如sleep(long millis)、wait(long timeout)、join(long millis)等方法。

处于定时等待状态中的线程也不能立即争夺CPU使用权，必须等待其他相关线程执行完特定的操作或者限时时间结束后，才有机会再次争夺CPU使用权，将定时等待状态的线程转换为运行状态。例如，调用了wait(long timeout) 方法而处于等待状态中的线程，需要通过其他线程调用notify()或者notifyAll()方法唤醒当前等待中的线程，或者等待限时时间结束后也可以进行状态转换。

6．TERMINATED（终止状态）

线程的run()方法、call()方法正常执行完毕或者线程抛出一个未捕获的异常（Exception）、错误（Error），线程就进入终止状态。一旦进入终止状态，线程将不再拥有运行的资格，也不能再转换到其他状态，生命周期结束。