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这么理解线程生命周期，是不是很简单？

2020-03-25 16:11:39来源：博客园阅读 ()

这么理解线程生命周期，是不是很简单？

| 好看请赞，养成习惯

你有一个思想，我有一个思想，我们交换后，一个人就有两个思想

If you can NOT explain it simply, you do NOT understand it well enough

现陆续将Demo代码和技术文章整理在一起 Github实践精选，方便大家阅读查看，本文同样收录在此，觉得不错，还请Star??

为什么要了解线程的生命周期？

之前写过 Spring Bean 生命周期三部曲：

Spring Bean生命周期之缘起
Spring Bean生命周期之缘尽
Spring Aware 到底是什么？

有朋友留言说：“了解了它们的生命周期后，使用 Spring Bean 好比看到它们的行动轨迹，现在使用就一点都不慌了”。我和他一样，了解事物的生命周期目的很简单，唯【不慌】也

Java 并发系列已经写了很多，从来还没提起过那个它【Java线程生命周期】。有了前序理论图文的铺垫，在走进源码世界之前，谈论它的时机恰好到了。因为，编写并发程序的核心之一就是正确的摆弄线程状态

线程生命周期的几种状态

刚接触线程生命周期时，我总是记不住，也理解不了他们的状态，可以说是比较混乱，更别说它们之间是如何进行状态转换的了。原因是我把操作系统通用线程状态和编程语言封装后的线程状态 概念混淆在一起了

操作系统通用线程状态

个人觉得通用线程状态更符合我们的思考习惯。其状态总共有 5 种（如下图）。对于经常写并发程序的同学来说，其嘴里经常念的都是操作系统中的这些通用线程状态，且看

除去生【初始状态】死【终止状态】，其实只是三种状态的各种转换，听到这句话是不是心情放松了很多呢？

为了更好的说明通用线程状态和 Java 语言中的线程状态，这里还是先对前者进行简短的说明

初始状态

线程已被创建，但是还不被允许分配CPU执行。注意，这个被创建其实是属于编程语言层面的，实际在操作系统里，真正的线程还没被创建，比如 Java 语言中的 new Thread()。

可运行状态

线程可以分配CPU执行，这时，操作系统中线程已经被创建成功了

运行状态

操作系统会为处在可运行状态的线程分配CPU时间片，被 CPU 临幸后，处在可运行状态的线程就会变为运行状态

休眠状态

如果处在运行状态的线程调用某个阻塞的API或等待某个事件条件可用，那么线程就会转换到休眠状态，注意：此时线程会释放CPU使用权，休眠的线程永远没有机会获得CPU使用权，只有当等待事件出现后，线程会从休眠状态转换到可运行状态

终止状态

线程执行完或者出现异常 (被interrupt那种不算的哈，后续会说)就会进入终止状态，正式走到生命的尽头，没有起死回生的机会

接下来就来看看你熟悉又陌生，面试又经常被问到的Java 线程生命周期吧

Java语言线程状态

在 Thread 的源码中，定义了一个枚举类 State，里面清晰明了的写了Java语言中线程的6种状态：

NEW
RUNNABLE
BLOCKED
WAITING
TIMED_WAITING
TERMINATED

这里要做一个小调查了，你有查看过这个类和读过其注释说明吗？（欢迎留言脚印哦）

耳边响起五环之歌，Java中线程状态竟然比通用线程状态的 5 种多1种，变成了 6 种。这个看似复杂，其实并不是你想的那样，Java在通用线程状态的基础上，有裁剪，也有丰富，整体来说是少一种。再来看个图，注意颜色区分哦

Java 语言中

将通用线程状态的可运行状态和运行状态合并为 Runnable，
将休眠状态细分为三种 (BLOCKED/WAITING/TIMED_WAITING); 反过来理解这句话，就是这三种状态在操作系统的眼中都是休眠状态，同样不会获得CPU使用权

看上图右侧【Java语言中的线程状态】，进一步简洁的说，除去线程生死，我们只要玩转 RUNNABLE 和休眠状态的转换就可以了，编写并发程序也多数是这两种状态的转换。所以我们需要了解，有哪些时机，会触发这些状态转换

远看看轮廓，近看看细节。我们将上面Java语言中的图进行细化，将触发的节点放到图中 (这看似复杂的图，其实三句话就能分解的，所以别慌)，且看：

RUNNABLE与BLOCKED状态转换

当且仅有（just only）一种情况会从 RUNNABLE 状态进入到 BLOCKED 状态，就是线程在等待 synchronized 内置隐式锁；如果等待的线程获取到了 synchronized 内置隐式锁，也就会从 BLOCKED 状态变为 RUNNABLE 状态了

注意：

上面提到，以操作系统通用状态来看，线程调用阻塞式 API，会变为休眠状态（释放CPU使用权），但在JVM层面，Java线程状态不会发生变化，也就是说Java线程的状态依旧会保持在 RUNNABLE 状态。JVM并不关心操作系统调度的状态。在JVM看来，等待CPU使用权（操作系统里是处在可执行状态）与等待I/O（操作系统是处在休眠状态），都是等待某个资源，所以都归入了RUNNABLE 状态

? —— 摘自《Java并发编程实战》

RUNNABLE与WAITING状态转换

调用不带时间参数的等待API，就会从RUNNABLE状态进入到WAITING状态；当被唤醒就会从WAITING进入RUNNABLE状态

RUNNABLE与 TIMED-WAITING 状态转换

调用带时间参数的等待API，自然就从 RUNNABLE 状态进入 TIMED-WAITING 状态；当被唤醒或超时时间到就会从TIMED_WAITING进入RUNNABLE状态

看图中的转换 API 挺多的，其实不用担心，后续分析源码章节，自然就会记住的，现在有个印象以及知道状态转换的节点就好了

相信到这里，你看Java线程生命周期的眼神就没那么迷惑了，重点就是RUNNABLE与休眠状态的切换，接下来我们看一看，如何查看线程中的状态，以及具体的代码触发点

如何查看线程处在什么状态

程序中调用 `getState()` 方法

Thread 类中同样存在 getState() 方法用于查看当前线程状态，该方法就是返回上面提到的枚举类 State

NEW

就是上面提到，编程语言中特有的，通过继承 Thread 或实现 Runnable 接口定义线程后，这时的状态都是 NEW

Thread thread = new Thread(() -> {});
System.out.println(thread.getState());

RUNNABLE

调用了 start() 方法之后，线程就处在 RUNNABLE 状态了

Thread thread = new Thread(() -> {});
thread.start();
//Thread.sleep(1000);
System.out.println(thread.getState());

BLOCKED

等待 synchronized 内置锁，就会处在 BLOCKED 状态

public class ThreadStateTest {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		Thread t1 = new Thread(new DemoThreadB());
		Thread t2 = new Thread(new DemoThreadB());

		t1.start();
		t2.start();

		Thread.sleep(1000);

		System.out.println((t2.getState()));
		System.exit(0);
	}
}

class DemoThreadB implements Runnable {
	@Override
	public void run() {
		commonResource();
	}

	public static synchronized void commonResource() {
		while(true) {
			
		}
	}
}

WAITING

调用线程的 join() 等方法，从 RUNNABLE 变为 WAITING 状态

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		Thread main = Thread.currentThread();

		Thread thread2 = new Thread(() -> {
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(main.getState());
		});
		thread2.start();
		thread2.join();
	}

TIMED-WAITING

调用了 sleep(long) 等方法，线程从 RUNNABLE 变为 TIMED-WAITING 状态

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		Thread thread3 = new Thread(() -> {
			try {
				Thread.sleep(3000);
			} catch (InterruptedException e) {
        // 为什么要调用interrupt方法？
				Thread.currentThread().interrupt();
				e.printStackTrace();
			}
		});
		thread3.start();

		Thread.sleep(1000);
		System.out.println(thread3.getState());
	}

TERMINATED

线程执行完自然就到了 TERMINATED 状态了

Thread thread = new Thread(() -> {});
thread.start();
Thread.sleep(1000);
System.out.println(thread.getState());

以上是程序中查看线程，自己写写测试看看状态还好，现实中的程序怎么可能允许你加这么多无用代码，所以，翠花，上酸菜（jstack）

jstack 命令查看

相信你听说过这玩意，jstack 命令就比较强大了，不仅能查看线程当前状态，还能看调用栈，锁等线程栈信息

大家可以随意写一些程序，这里我用了上面 WAITING 状态的代码, 修改睡眠时间 Thread.sleep(100000)，然后在终端按照下图标示依次执行下图命令

更多功能还请大家自行查看，后续会单独写文章来教大家如何使用jstack查看线程栈信息

Arthas

这个利器，无须多言吧，线上找茬监控没毛病，希望你可以灵活使用这个工具，攻克疑难杂症

查看线程栈详细信息，非常方便：https://alibaba.github.io/arthas/thread.html

相信你已经和Arthas确认了眼神

关于线程生命周期状态整体就算说完了，编写并发程序时多问一问自己：

调用某个API会将你的线程置为甚么状态？

多问自己几次，自然就记住上面的图了

灵魂追问

为什么调用 Thread.sleep, catch异常后，调用了Thread.currentThread().interrupt();

进入 BLOCKED只有一种情况，就是等待 synchronized 监视器锁，那调用 JUC 中的 Lock.lock() 方法，如果某个线程等待这个锁，这个线程状态是什么呢？为什么？

public class ThreadStateTest {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		TestLock testLock = new TestLock();

		Thread thread2 = new Thread(() -> {
			testLock.myTestLock();
		}, "thread2");

		Thread thread1 = new Thread(() -> {
				testLock.myTestLock();
			}, "thread1");

		thread1.start();
		Thread.sleep(1000);

		thread2.start();
		Thread.sleep(1000);

		System.out.println("****" + (thread2.getState()));

		Thread.sleep(20000);
	}
}

@Slf4j
class TestLock{
	private final Lock lock = new ReentrantLock();

	public void myTestLock(){
		lock.lock();
		try{
			Thread.sleep(10000);
			log.info("testLock status");
		} catch (InterruptedException e) {
			log.error(e.getMessage());
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}
}