Java 线程生命周期

关注公众号 JavaStorm

在操做系统层面，线程也有 【生命周期】，这是并发编程的基础咱们须要掌握其中生命周期中各个节点的状态转换机制以及持有锁状态。文本将会介绍系统的周期以及在 Java编程语言的生命周期区别。打通并发编程任督二脉须要将基本心法紧紧掌握。

通用的生命周期

能够用以下图所示的 “五态模式” 来描述，分别为：初始状态、可运行状态、运行状态、休眠状态、终止状态。

• 初始状态：线程被建立，可是还不容许分配 CPU 执行，属于编程语言特有，仅仅是在编程语言建立，操做系统层面尚未。
• 可运行状态：能够分配 CPU 执行，操做系统也建立了线程。
• 运行状态：可运行状态的线程获取到 CPU 时间分片就转换成了运行状态。
• 休眠状态：运行状态的 线程调用了一个阻塞的 API 或者等待某个事件，就会转换成休眠状态，同时会释放 CPU 使用权，当等待的事件出现了，线程就会从休眠状态转换为可运行状态。
• 终止状态：线程执行完成或者异常则进入终止状态，也就意味着线程的生命周期结束了。

Java 中的线程生命周期

接下来咱们着重看看 Java 中的生命周期，一共有 6 种状态，分别是：

• 新建 (New) ：当程序使用 new 关键字建立了一个线程后。此时由 JVM 为其分配内存，并初始化其成员变量的值。
• 可运行/就绪（Runnable）：当调用了 start()方法，线程就处于可运行状态。Java 虚拟机会为其建立方法调用栈可程序计数器，等到调度运行。
• 运行状态（Running）：处于可运行状态的线程得到 CPU 分片后，执行 run()方法。
• 阻塞（Blocked）：当处于运行状态的线程失去了所占有的资源。
• 死亡（Dead）：程序正常完成、或者线程抛出一个未捕获的 Exception 货或 Error。或者调用线程的中断方法。

不要试图对一个已经死亡的线程调用 start() 方法让它从新启动，死亡就是死亡了，该线程不可再次做为线程执行。

线程状态转换以下图所示：

新建、可运行状态

当使用 new 关键字建立一个线程后，仅仅由Java虚拟机为其分配内存，并初始化其成员变量的值。此时的线程对象没有表现出任何线程的动态特征，程序也不会执行线程的线程执行体。

当线程对象调用了start()方法以后，该线程处于就绪状态。Java 虚拟机会为其建立方法调用栈和程序计数器，处于这个状态中的线程并无开始运行，只是表示该线程能够运行了。至于该线程什么时候开始运行，取决于 JVM 里线程调度器的调度。

注意：启动线程使用 start() 方法，而不是 run() 方法。调用 start()方法启动线程，系统会把该 run方法当成方法执行体处理。须要切记的是：调用了线程的 run()方法以后，该线程就不在处于新建状态，不要再次调用 start()方法，只能对新建状态的线程调用start()方法，不然会引起 IllegaIThreadStateExccption异常。

1. RUNNABLE 与 BLOCKED 的状态转换

线程等待 synchronized 的隐式锁，synchronized 修饰的方法、代码块同一时刻只容许一个线程执行，其余线程只能等待，一个茅坑多我的想拉屎，只容许一我的在里面其余人只能在门外等着。这时候 等待的线程就会从 RUNNABLE 转换到 BLOCKED 状态。当某个等待的线程得到 synchronized 隐式锁时，就会从 BLOCKED 转换到 RUNNABLE 状态。由于拿到去茅坑的小票了。

2.RUNNABLE 与 WAITING 的状态转换

一共有三种场景触发这种状态转换。

• 得到 synchronized 锁的线程调用 Object.wait()方法。会释放锁，而且放弃 CPU 分片调度。
• 调用 Thread.join()方法。假如一个线程对象 thread A, 调用 A.join()，执行这条语句的线程会等待 thread A 执行完，而做为等待的这个线程就会从 运行中变成 WAITING。好比主线程等待 thread A执行完成，那么主线程就会变成等待状态。
• 调用 LockSupport.park()方法。Java 并发包的锁都是基于此实现，调用 LockSupport.park()方法，释放锁。当前线程会阻塞，线程的状态会从 RUNNABLE 转换到 WAITING。调用 LockSupport.unpark(Thread thread)可唤醒目标线程，目标线程竞争到锁后状态又会从 WAITING 状态转换到 RUNNABLE。

3.RUNNABLE 与 TIMED_WAITING 的状态转换

触发场景以下所示：

• 调用带超时参数的 Thread.sleep(long millis)，并不会释放锁。
• 得到 synchronized 隐式锁的线程，调用带超时参数的 Object.wait(long timeout) 方法；会释放锁。
• 调用带超时参数的 Thread.join(long millis)方法；
• 调用带超时参数的LockSupport.parkNanos(Object blocker, long deadline)方法；会释放锁。
• 调用带超时参数的LockSupport.parkUntil(long deadline)方法。会释放锁。

其实更多的都是多了超时参数。

4.从运行中到终止状态

线程执行完run()方法后，会自动转换到 终止状态，可是当运行 run()方法异常的时候，也会致使线程终止，有时候咱们须要中断 run()方法的执行，好比有的人占着茅坑好久不拉屎，咱们要轰出去，后面的人等不了了，快憋死了。在 Java 中 Thread 类里面却是有个 stop()方法，不过已经标记为 @Deprecated，因此不建议使用了。正确的姿式实际上是调用 interrupt()方法。

那 stop() 和 interrupt() 方法的主要区别是什么呢？

stop() 方法会真的杀死线程，不给线程喘息的机会，若是线程持有 synchronized 隐式锁，也不会释放，那其余线程就再也没机会得到 synchronized 隐式锁，这实在是太危险了。因此该方法就不建议使用了，相似的方法还有 suspend() 和 resume() 方法，这两个方法一样也都不建议使用了，因此这里也就很少介绍了。

而 interrupt() 方法就温柔多了，interrupt() 方法仅仅是通知线程，线程有机会执行一些后续操做，同时也能够无视这个通知。被 interrupt 的线程，是怎么收到通知的呢？一种是异常，另外一种是主动检测。

总结

理解 Java 线程的各类状态以及生命周期对于诊断多线程 Bug 很是有帮助，多线程程序很难调试，出了 Bug 基本上都是靠日志，靠线程 dump 来跟踪问题，分析线程 dump 的一个基本功就是分析线程状态，大部分的死锁、饥饿、活锁问题都须要跟踪分析线程的状态。同时，本文介绍的线程生命周期具有很强的通用性，对于学习其余语言的多线程编程也有很大的帮助。

你能够经过 jstack

命令或者Java VisualVM。