Java執行緒的6種狀態及切換(透徹講解)
阿新 • • 發佈：2018-12-13
Java中執行緒的狀態分為6種。
1. 初始(NEW)：新建立了一個執行緒物件，但還沒有呼叫start()方法。 2. 執行(RUNNABLE)：Java執行緒中將就緒（ready）和執行中（running）兩種狀態籠統的稱為“執行”。 執行緒物件建立後，其他執行緒(比如main執行緒）呼叫了該物件的start()方法。該狀態的執行緒位於可執行執行緒池中，等待被執行緒排程選中，獲取CPU的使用權，此時處於就緒狀態（ready）。就緒狀態的執行緒在獲得CPU時間片後變為執行中狀態（running）。 3.阻塞(BLOCKED)：表示執行緒阻塞於鎖。 4.等待(WAITING)：進入該狀態的執行緒需要等待其他執行緒做出一些特定動作（通知或中斷）。 5.超時等待(TIMED_WAITING)：該狀態不同於WAITING，它可以在指定的時間後自行返回。
6. 終止(TERMINATED)：表示該執行緒已經執行完畢。
執行緒的狀態圖
1. 初始狀態
實現Runnable介面和繼承Thread可以得到一個執行緒類，new一個例項出來，執行緒就進入了初始狀態。
2.1. 就緒狀態
- 就緒狀態只是說你資格執行，排程程式沒有挑選到你，你就永遠是就緒狀態。
- 呼叫執行緒的start()方法，此執行緒進入就緒狀態。
- 當前執行緒sleep()方法結束，其他執行緒join()結束，等待使用者輸入完畢，某個執行緒拿到物件鎖，這些執行緒也將進入就緒狀態。
- 當前執行緒時間片用完了，呼叫當前執行緒的yield()方法，當前執行緒進入就緒狀態。
- 鎖池裡的執行緒拿到物件鎖後，進入就緒狀態。
2.2. 執行中狀態
執行緒排程程式從可執行池中選擇一個執行緒作為當前執行緒時執行緒所處的狀態。這也是執行緒進入執行狀態的唯一一種方式。
3. 阻塞狀態
阻塞狀態是執行緒阻塞在進入synchronized關鍵字修飾的方法或程式碼塊(獲取鎖)時的狀態。
4. 等待
處於這種狀態的執行緒不會被分配CPU執行時間，它們要等待被顯式地喚醒，否則會處於無限期等待的狀態。
5. 超時等待
處於這種狀態的執行緒不會被分配CPU執行時間，不過無須無限期等待被其他執行緒顯示地喚醒，在達到一定時間後它們會自動喚醒。
6. 終止狀態
- 當執行緒的run()方法完成時，或者主執行緒的main()方法完成時，我們就認為它終止了。這個執行緒物件也許是活的，但是，它已經不是一個單獨執行的執行緒。執行緒一旦終止了，就不能復生。
- 在一個終止的執行緒上呼叫start()方法，會丟擲java.lang.IllegalThreadStateException異常。
等待佇列
- 呼叫obj的wait(), notify()方法前，必須獲得obj鎖，也就是必須寫在synchronized(obj) 程式碼段內。
- 與等待佇列相關的步驟和圖
- 1.執行緒1獲取物件A的鎖，正在使用物件A。
- 2.執行緒1呼叫物件A的wait()方法。
- 3.執行緒1釋放物件A的鎖，並馬上進入等待佇列。
- 4.鎖池裡面的物件爭搶物件A的鎖。
- 5.執行緒5獲得物件A的鎖，進入synchronized塊，使用物件A。
- 6.執行緒5呼叫物件A的notifyAll()方法，喚醒所有執行緒，所有執行緒進入同步佇列。若執行緒5呼叫物件A的notify()方法，則喚醒一個執行緒，不知道會喚醒誰，被喚醒的那個執行緒進入同步佇列。
- 7.notifyAll()方法所在synchronized結束，執行緒5釋放物件A的鎖。
- 8.同步佇列的執行緒爭搶物件鎖，但執行緒1什麼時候能搶到就不知道了。
同步佇列狀態
- 當前執行緒想呼叫物件A的同步方法時，發現物件A的鎖被別的執行緒佔有，此時當前執行緒進入同步佇列。簡言之，同步佇列裡面放的都是想爭奪物件鎖的執行緒。
- 當一個執行緒1被另外一個執行緒2喚醒時，1執行緒進入同步佇列，去爭奪物件鎖。
- 同步佇列是在同步的環境下才有的概念，一個物件對應一個同步佇列。
- 執行緒等待時間到了或被notify/notifyAll喚醒後，會進入同步佇列競爭鎖，如果獲得鎖，進入RUNNABLE狀態，否則進入BLOCKED狀態等待獲取鎖。
幾個方法的比較
- Thread.sleep(long millis)，一定是當前執行緒呼叫此方法，當前執行緒進入TIMED_WAITING狀態，但不釋放物件鎖，millis後執行緒自動甦醒進入就緒狀態。作用：給其它執行緒執行機會的最佳方式。
- Thread.yield()，一定是當前執行緒呼叫此方法，當前執行緒放棄獲取的CPU時間片，但不釋放鎖資源，由執行狀態變為就緒狀態，讓OS再次選擇執行緒。作用：讓相同優先順序的執行緒輪流執行，但並不保證一定會輪流執行。實際中無法保證yield()達到讓步目的，因為讓步的執行緒還有可能被執行緒排程程式再次選中。Thread.yield()不會導致阻塞。該方法與sleep()類似，只是不能由使用者指定暫停多長時間。
- t.join()/t.join(long millis)，當前執行緒裡呼叫其它執行緒t的join方法，當前執行緒進入WAITING/TIMED_WAITING狀態，當前執行緒不會釋放已經持有的物件鎖。執行緒t執行完畢或者millis時間到，當前執行緒進入就緒狀態。
- obj.wait()，當前執行緒呼叫物件的wait()方法，當前執行緒釋放物件鎖，進入等待佇列。依靠notify()/notifyAll()喚醒或者wait(long timeout) timeout時間到自動喚醒。
- obj.notify()喚醒在此物件監視器上等待的單個執行緒，選擇是任意性的。notifyAll()喚醒在此物件監視器上等待的所有執行緒。
疑問
- 等待佇列裡許許多多的執行緒都wait()在一個物件上，此時某一執行緒呼叫了物件的notify()方法，那喚醒的到底是哪個執行緒？隨機？佇列FIFO？or sth else？Java文件就簡單的寫了句：選擇是任意性的（The choice is arbitrary and occurs at the discretion of the implementation）。