Java线程的6种状态与生命周期是什么

在Java中，线程是程序执行的最小单元，线程的生命周期由多个状态组成。了解这些状态及其转换关系对于编写高效、稳定的多线程程序至关重要。Java线程的生命周期主要包含6种状态，分别是：NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WTING、TIMED_WTING 和 TERMINATED。本文将详细介绍这些状态及其转换过程。

1. NEW（新建状态）

当一个线程对象被创建时，它处于NEW状态。此时，线程尚未启动，也没有开始执行任何代码。此时线程对象已经被分配了内存，但还没有调用start()方法。

Thread thread = new Thread();
System.out.println(thread.getState()); // 输出: NEW

在这个状态下，线程还没有开始执行，仅仅是对象存在。

2. RUNNABLE（可运行状态）

当线程调用了start()方法后，线程进入RUNNABLE状态。这个状态表示线程已经准备好运行，但具体是否正在运行取决于操作系统的调度。RUNNABLE状态可以分为两种子状态：

• Ready：线程已经准备好运行，等待CPU分配时间片。
• Running：线程正在CPU上执行。

thread.start();
System.out.println(thread.getState()); // 输出: RUNNABLE

在RUNNABLE状态下，线程可能正在执行，也可能在等待CPU资源。

3. BLOCKED（阻塞状态）

当线程试图获取一个对象的锁（例如进入synchronized代码块或方法），而该锁已被其他线程持有时，线程将进入BLOCKED状态。此时，线程会一直等待，直到锁被释放。

synchronized (lock) {
    // 其他线程试图获取锁时会被阻塞
}

BLOCKED状态通常发生在多线程竞争共享资源时。

4. WTING（等待状态）

当线程调用了Object.wait()、Thread.join()或LockSupport.park()方法时，线程会进入WTING状态。在这个状态下，线程会无限期地等待，直到其他线程显式地唤醒它。

synchronized (lock) {
    lock.wait(); // 线程进入WTING状态
}

WTING状态与BLOCKED状态不同，WTING状态是线程主动放弃CPU资源，等待其他线程的唤醒。

5. TIMED_WTING（超时等待状态）

TIMED_WTING状态与WTING状态类似，但它是带有超时时间的等待。当线程调用了Thread.sleep()、Object.wait(long timeout)、Thread.join(long millis)或LockSupport.parkNanos()等方法时，线程会进入TIMED_WTING状态。线程会在指定的时间后自动唤醒，或者被其他线程提前唤醒。

Thread.sleep(1000); // 线程进入TIMED_WTING状态，等待1秒

TIMED_WTING状态通常用于需要等待一段时间的场景，例如定时任务或超时控制。

6. TERMINATED（终止状态）

当线程的run()方法执行完毕或线程被强制终止时，线程进入TERMINATED状态。此时，线程的生命周期结束，不能再被启动。

thread.start();
thread.join(); // 等待线程执行完毕
System.out.println(thread.getState()); // 输出: TERMINATED

在TERMINATED状态下，线程已经完成了它的任务，资源会被回收。

线程状态转换图

下图展示了Java线程的6种状态及其转换关系：

NEW → RUNNABLE → BLOCKED
        ↓
        WTING
        ↓
        TIMED_WTING
        ↓
        TERMINATED

• NEW → RUNNABLE：调用start()方法。
• RUNNABLE → BLOCKED：试图获取锁时被阻塞。
• RUNNABLE → WTING：调用wait()、join()等方法。
• RUNNABLE → TIMED_WTING：调用sleep()、wait(long)等方法。
• WTING/TIMED_WTING → RUNNABLE：被唤醒或超时。
• RUNNABLE → TERMINATED：run()方法执行完毕或线程被终止。

总结

Java线程的生命周期由6种状态组成：NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WTING、TIMED_WTING 和 TERMINATED。理解这些状态及其转换关系有助于我们更好地控制线程的行为，避免死锁、资源竞争等问题。在多线程编程中，合理使用线程状态转换机制可以提高程序的并发性能和稳定性。