Java執行緒狀態（生命週期）--一篇入魂
1.執行緒狀態（生命週期）
一個執行緒在給定的時間點只能處於一種狀態。
執行緒可以有如下6 種狀態：
New (新建立）：未啟動的執行緒； Runnable (可執行）：可執行的執行緒，需要等待作業系統資源； Blocked (被阻塞）：等待監視器鎖而被阻塞的執行緒； Waiting (等待）：等待喚醒狀態，無限期地等待另一個執行緒喚醒； Timed waiting (計時等待）：在指定的等待時間內等待另一個執行緒執行操作的執行緒； Terminated (被終止）：已退出的執行緒。
要確定一個執行緒的當前狀態， 可呼叫getState 方法
執行緒狀態關係圖
注意：虛線框（全大寫英文）的狀態為Java執行緒狀態。
2.操作執行緒狀態
2.1.新建立狀態（NEW）
就是例項化執行緒完成後，未啟動執行緒的狀態。
可通過三種方式建立執行緒
重寫Thread類run()方法 實現Runnable介面 實現Callable介面
一個簡單的例子概括三種方式
public class Demo { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { /** * 1.直接重寫run() 或繼承Thread類再重寫run() */ Thread thread = new Thread() { @Override public void run() { System.out.println("Thread"); } }; // 開啟執行緒 thread.start(); /** * 2.lambda、內部類或執行緒類方式實現Runnable介面，實現run()方法 * 再交給Thread 類 */ Thread runThread = new Thread(() -> { System.out.println("Runnable"); }); // 開啟執行緒 runThread.start(); /** * 3.lambda、內部類或執行緒類方式實現Callable介面，實現call()方法 * 再交給Thread 類：FutureTask本質也是Runnable實現類 */ FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(() -> { System.out.println("Callable"); return "CallableThread"; }); Thread callThread = new Thread(futureTask); // 開啟執行緒 callThread.start(); // 獲取call()方法的返回值 String s = futureTask.get(); System.out.println("call()方法的返回值："+s); } }
不重寫 run() 或 call() 方法直接例項化Thread類建立的執行緒沒有實際意義；
只有Callable方式建立的執行緒可以獲取執行緒的返回值。
2.2.可執行狀態（RUNNABLE）
該狀態指的是執行緒例項化物件呼叫start()方法後進入的狀態。執行緒處於可以執行狀態，如果有處理器等資源，就可以執行程式。
該狀態在作業系統層面包含兩步：執行緒就緒和執行緒執行中，但在Java執行緒狀態中，這兩步都統稱為Runnable（可執行）狀態。
執行緒由就緒狀態變為執行狀態，重點就看你的執行緒有沒有搶到CPU資源（CPU時間片），誰搶到就執行，沒搶到就等。因為CPU時間片（執行時間）非常短，大概十幾毫秒，所以執行緒切換的這個時間是非常短的，就緒狀態變為執行狀態的時間也非常短，在開發時幾乎感覺不到這種狀態的變化，所以在Java中將兩者看作是一個整體，重點關注執行緒可否執行並區別於其他狀態即可，更進一步簡化執行緒的開發。如果你的程式要執行很久（比如寫個死迴圈），在一個CPU時間片內沒有執行完成，那麼你的執行緒就要搶下一次的CPU時間片，搶到了才可以繼續執行程式，沒搶到那就要繼續搶，直到執行緒中的程式執行完成。
其實這個場景應該都見到過，例如多個執行緒執行同一個程式，都將日誌列印到同一個檔案時，就會出現不同執行緒的日誌混在了一起的情況，不利於排查問題。解決這種問題常見的方法有：一是分執行緒列印日誌到不同檔案；二是將日誌資訊儲存到字串物件中，在程式的最後將日誌資訊一次性列印到檔案。第二種方式就是利用CPU的一個時間片來完成日誌資訊的列印。
注意：程式只能對新建狀態的執行緒呼叫start()方法，不要對處於非新建狀態的執行緒呼叫start() 方法，這都會引發IllegalThreadStateException異常。
2.3.被阻塞狀態（BLOCKED）
執行緒處於等待監視器鎖而被阻塞的狀態。有一個執行緒獲取了鎖未釋放，其他執行緒也來獲取，但發現獲取不到鎖也進入了被阻塞狀態。
被阻塞狀態只存在於多執行緒併發訪問下，區別於後面兩種因執行緒自己進入”等待“而導致的阻塞。
進入狀態
進入synchronized 程式碼塊/方法 未獲取到鎖
退出狀態
獲取到監視器鎖
2.4.等待喚醒狀態（WAITING）
整個流程是這樣的：執行緒在某個物件的同步方法中先獲取到物件鎖；在執行wait方法時，該執行緒將釋放物件鎖，並且該執行緒被放入到這個物件的等待佇列；等待另一個執行緒獲取到同一個物件的鎖，然後通過notify() 或 notifyAll() 方法喚醒物件等待佇列中的執行緒。
從整個流程可以知道
wait (),notify () 和 notifyAll () 方法需要線上程獲取到鎖的情況下才可以繼續執行，所以這三個方法都需要放在同步程式碼塊/方法中執行，否則報異常：java.lang.IllegalMonitorStateException。
在同步程式碼塊中，執行緒進入WAITING 狀態時，鎖會被釋放，不會導致該執行緒阻塞。反過來想下，如果鎖沒釋放，那其他執行緒就沒辦法獲取鎖，也就沒辦法喚醒它。
進入狀態
object.wait() thread.join() LockSupport.park()
退出狀態
object.notify() object.notifyall() LockSupport.unpark()
2.5.計時等待狀態（TIMED_WAITING）
一般是計時結束就會自動喚醒執行緒繼續執行後面的程式，對於Object.wait(long) 方法還可以主動通知喚醒。
注意：Thread類下的sleep() 方法可以放在任意地方執行；而wait(long) 方法和wait() 方法一樣，需要放在同步程式碼塊/方法中執行，否則報異常：java.lang.IllegalMonitorStateException。
進入狀態
Thread.sleep(long) Object.wait(long) Thread.join(long) LockSupport.parkNanos(long) LockSupport.parkNanos(Object blocker, long nanos) LockSupport.parkUntil(long) LockSupport.parkUntil(Object blocker, long deadline)
注：blocker 引數為負責此執行緒駐留的同步物件。
退出狀態
計時結束 LockSupport.unpark(Thread) object.notify() object.notifyall()
2.6.終止（TERMINATED）
執行緒執行結束
run()/call() 執行完成 stop()執行緒 錯誤或異常>>意外死亡
stop() 方法已棄用。
3.檢視執行緒的6種狀態
通過一個簡單的例子來檢視執行緒出現的6種狀態。
案例
public class Demo3 {
private static Object object ="obj";
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread0 = new Thread(() -> {
try {
// 被阻塞狀態（BLOCKED）
synchronized (object){
System.out.println("thread0 進入：等待喚醒狀態（WAITING）");
object.wait();
System.out.println("thread0 被解除完成：等待喚醒狀態（WAITING）");
}
System.out.println("thread0 "+Thread.currentThread().getState());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 新建立狀態（NEW）
System.out.println(thread0.getName()+"："+thread0.getState());
Thread thread1 = new Thread(() -> {
try {
System.out.println("thread1 進入：計時等待狀態（TIMED_WAITING）");
Thread.sleep(2);
System.out.println("thread1 出來：計時等待狀態（TIMED_WAITING）");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 被阻塞狀態（BLOCKED）
synchronized (object){
System.out.println("thread1 解除：等待喚醒狀態（WAITING）");
object.notify();
System.out.println("thread1 解除完成：等待喚醒狀態（WAITING）");
}
System.out.println("thread1 "+Thread.currentThread().getState());
});
// 新建立狀態（NEW）
System.out.println(thread1.getName()+"："+thread1.getState());
printState(thread0);
printState(thread1);
// 可執行狀態（RUNNABLE）
thread0.start();
// 可執行狀態（RUNNABLE）
thread1.start();
}
// 使用獨立執行緒來列印執行緒狀態
private static void printState(Thread thread) {
new Thread(()->{
while (true){
System.out.println(thread.getName()+"："+thread.getState());
if (thread.getState().equals(Thread.State.TERMINATED)){
System.out.println(thread.getName()+"："+thread.getState());
break;
}
}
}).start();
}
}
執行結果：簡化後的輸出結果
Thread-0：NEW
Thread-1：NEW
Thread-0：RUNNABLE
Thread-1：RUNNABLE
thread0 進入：等待喚醒狀態（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
thread1 進入：計時等待狀態（TIMED_WAITING）
Thread-0：BLOCKED
Thread-0：WAITING
……
Thread-0：WAITING
Thread-1：BLOCKED
Thread-1：TIMED_WAITING
……
Thread-1：TIMED_WAITING
Thread-1：BLOCKED
……
Thread-1：BLOCKED
Thread-0：WAITING
……
Thread-0：WAITING
thread1 出來：計時等待狀態（TIMED_WAITING）
Thread-0：WAITING
Thread-1：BLOCKED
thread1 解除：等待喚醒狀態（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
Thread-0：WAITING
Thread-0：BLOCKED
thread1 解除完成：等待喚醒狀態（WAITING）
Thread-1：BLOCKED
thread1 RUNNABLE
Thread-0：BLOCKED
Thread-1：TERMINATED
thread0 被解除完成：等待喚醒狀態（WAITING）
Thread-0：BLOCKED
thread0 RUNNABLE
Thread-0：TERMINATED
最終的執行結果如圖。
注意：因為案例中使用了獨立執行緒來列印不同執行緒的狀態，會出現狀態列印稍微延遲的情況。
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