Java 线程的状态及转换(Java线程状态详解及状态转换流程)

一、Java 线程的基本概念

在Java中，线程是程序执行的基本单元。线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。Java中的线程是由java.lang.Thread类实现的。

二、Java 线程的状态

Java线程的生命周期中，共有6种状态。下面将分别介绍这些状态及其含义：

1. NEW（新建）

当创建一个Thread对象后，该线程就处于NEW状态。此时，线程尚未启动。

2. RUNNABLE（可运行）

当调用线程的start()方法后，线程进入RUNNABLE状态。在这个状态下，线程具备了执行的能力，但并不一定正在执行。线程也许会在任何时刻被操作系统调度执行，也也许被其他线程抢占。

3. BLOCKED（阻塞）

线程进入同步代码块或方法时，如果同步锁已经被其他线程持有，则该线程会进入BLOCKED状态，等待获取锁。

4. WAITING（等待）

当线程调用Object的wait()方法时，线程会进入WAITING状态。此时，线程会释放已经持有的锁，等待其他线程调用notify()或notifyAll()方法唤醒。

5. TIMED_WAITING（计时等待）

当线程调用Object的wait(long timeout)方法或Thread的sleep(long millis)方法时，线程会进入TIMED_WAITING状态。此时，线程会释放已经持有的锁，等待指定的时长后继续执行或被其他线程唤醒。

6. TERMINATED（终止）

当线程执行完毕后，线程会进入TERMINATED状态。此时，线程不再具备执行能力。

三、Java 线程状态的转换

下面将详细介绍Java线程状态的转换过程：

1. NEW -> RUNNABLE

创建Thread对象后，调用start()方法，线程从NEW状态转换到RUNNABLE状态。

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        // 线程执行的操作
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 线程从NEW状态转换到RUNNABLE状态
    }
}

2. RUNNABLE -> BLOCKED

线程尝试获取一个已经被其他线程持有的锁时，线程从RUNNABLE状态转换到BLOCKED状态。

public class MyThread extends Thread {
    public synchronized void run() {
        // 线程执行的操作
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread1 = new MyThread();
        MyThread thread2 = new MyThread();
        thread1.start(); // 线程1从NEW状态转换到RUNNABLE状态
        thread2.start(); // 线程2尝试获取锁，从RUNNABLE状态转换到BLOCKED状态
    }
}

3. BLOCKED -> RUNNABLE

当线程获取到锁后，线程从BLOCKED状态转换到RUNNABLE状态。

4. RUNNABLE -> WAITING

线程调用Object的wait()方法时，线程从RUNNABLE状态转换到WAITING状态。

public class MyThread extends Thread {
    public synchronized void run() {
        try {
            wait(); // 线程从RUNNABLE状态转换到WAITING状态
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 线程从NEW状态转换到RUNNABLE状态
    }
}

5. WAITING -> RUNNABLE

当其他线程调用notify()或notifyAll()方法时，线程从WAITING状态转换到RUNNABLE状态。

6. RUNNABLE -> TIMED_WAITING

线程调用Object的wait(long timeout)方法或Thread的sleep(long millis)方法时，线程从RUNNABLE状态转换到TIMED_WAITING状态。

public class MyThread extends Thread {
    public synchronized void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000); // 线程从RUNNABLE状态转换到TIMED_WAITING状态
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 线程从NEW状态转换到RUNNABLE状态
    }
}

7. TIMED_WAITING -> RUNNABLE

当指定的等待时间到达或被其他线程唤醒时，线程从TIMED_WAITING状态转换到RUNNABLE状态。

8. RUNNABLE -> TERMINATED

线程执行完毕后，线程从RUNNABLE状态转换到TERMINATED状态。

四、总结

了解Java线程的状态及转换对于编写多线程程序非常重要。掌握线程的状态转换，能够帮助我们更好地分析程序中的线程行为，从而优化程序性能。在实际开发过程中，要尽量避免线程长时间处于等待或阻塞状态，减成本时间程序运行的快速。

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