总算把线程六种状态的转换说清楚了！

在我们接触编程时，就开始接触各种生命周期，比如对象的生命周期，程序的生命周期等等，对于线程来说也是存在自己的生命周期，而且这也是面试与我们深入了解多线程必备的知识，今天我们主要介绍线程的生命周期及其各种状态的转换。

线程的六种状态

线程的生命周期主要有以下六种状态：

• New（新创建）
• Runnable（可运行）
• Blocked（被阻塞）
• Waiting（等待）
• Timed Waiting（计时等待）
• Terminated（被终止）

在我们程序编码中如果想要确定线程当前的状态，可以通过getState()方法来获取，同时我们需要注意任何线程在任何时刻都只能是处于一种状态。

New 新建状态

• 首先我们展示一下整个线程状态的转换流程图，下面我们将进行详细的介绍讲解，如下图所示，我们可以直观的看到六种状态的转换，首先左侧上方是 NEW 状态，这是创建新线程的状态，相当于我们 new Thread() 的过程。

• New 表示线程被创建但尚未启动的状态：当我们用 new Thread() 新建一个线程时，如果线程没有开始运行 start() 方法，那么线程也就没有开始执行 run() 方法里面的代码，那么此时它的状态就是 New。而一旦线程调用了 start()，它的状态就会从 New 变成 Runnable，进入到图中绿色的方框

Runnable 可运行状态

• Java 中的 **Runable ** 状态对应操作系统线程状态中的两种状态，分别是 Running 和 Ready，也就是说，Java 中处于 Runnable 状态的线程有可能正在执行，也有可能没有正在执行，正在等待被分配 CPU 资源。

• 所以，如果一个正在运行的线程是 Runnable 状态，当它运行到任务的一半时，执行该线程的 CPU 被调度去做其他事情，导致该线程暂时不运行，它的状态依然不变，还是 Runnable，因为它有可能随时被调度回来继续执行任务。

**阻塞状态**

• 上面认识了线程的关键状态 Runnable ，那么接下来我们来看一下下面的三个状态，这三个状态我们可以统称为阻塞状态，它们分别是 Blocked(被阻塞)、Waiting(等待)、Timed Waiting(计时等待) .

Blocked 被阻塞状态

• 首先我们来认识一下 Blocked 状态，这是一个相对简单的状态，我们可以通过下面的图示看到，从 Runnable 状态进入到 Blocked 状态只有一种途径，那么就是当进入到 synchronized 代码块中时未能获得相应的 monitor 锁（关于 monitor 锁我们在之后专门来介绍，这里我们知道 synchronized 的实现都是基于 monitor 锁的），

• 在右侧我们可以看到，有连接线从 Blocked 状态指向了 Runnable ，也只有一种情况，那么就是当线程获得 monitor 锁，此时线程就会进入 Runnable 状体中参与 CPU 资源的抢夺

Waiting 等待状态

上面我们看完阻塞状态，那么接下来我们了解一下 Waiting 状态，对于 Waiting 状态的进入有三种情况，如下图中所示，分别为：

• 当线程中调用了没有设置 Timeout 参数的 Object.wait() 方法
• 当线程调用了没有设置 Timeout 参数的 Thread.join() 方法
• 当线程调用了 LockSupport.park() 方法

关于 LockSupport.park() 方法，这里说一下，我们通过上面知道 Blocked 是针对 synchronized monitor 锁的，但是在 Java 中实际是有很多其他锁的，比如 ReentrantLock 等，在这些锁中，如果线程没有获取到锁则会直接进入 Waiting 状态，其实这种本质上它就是执行了 LockSupport.park() 方法进入了Waiting 状态

• **Blocked **与 **Waiting** 的区别
  • Blocked 是在等待其他线程释放 monitor 锁
  • Waiting 则是在等待某个条件，比如 join 的线程执行完毕，或者是 notify()/notifyAll() 。

Timed Waiting 计时等待状态

• 最后我们来说说这个 Timed Waiting 状态，它与 Waiting 状态非常相似，其中的区别只在于是否有时间的限制，在 Timed Waiting 状态时会等待超时，之后由系统唤醒，或者也可以提前被通知唤醒如 notify

通过上述图我们可以看到在以下情况会让线程进入 Timed Waiting 状态。

• 线程执行了设置了时间参数的 Thread.sleep(long millis) 方法；
• 线程执行了设置了时间参数的 Object.wait(long timeout) 方法；
• 线程执行了设置了时间参数的 Thread.join(long millis) 方法；
• 线程执行了设置了时间参数的 LockSupport.parkNanos(long nanos) 方法和 LockSupport.parkUntil(long deadline) 方法。

通过这个我们可以进一步看到它与 waiting 状态的相同

线程状态间转换

上面我们讲了各自状态的特点和运行状态进入相应状态的情况 ，那么接下来我们将来分析各自状态之间的转换，其实主要就是 Blocked、waiting、Timed Waiting 三种状态的转换 ，以及他们是如何进入下一状态最终进入 Runnable


Blocked 进入 Runnable

• 想要从 Blocked 状态进入 Runnable 状态，我们上面说过必须要线程获得 monitor 锁，但是如果想进入其他状态那么就相对比较特殊，因为它是没有超时机制的，也就是不会主动进入。

如下图中紫色加粗表示线路：



Waiting 进入 Runnable

• 只有当执行了 LockSupport.unpark()，或者 join 的线程运行结束，或者被中断时才可以进入 Runnable 状态。
• 如下图标注

• 如果通过其他线程调用 notify() 或 notifyAll()来唤醒它，则它会直接进入 Blocked 状态，这里大家可能会有疑问，不是应该直接进入 Runnable 吗？这里需要注意一点 ，因为唤醒 Waiting 线程的线程如果调用 notify() 或 notifyAll()，要求必须首先持有该 monitor 锁，这也就是我们说的 wait()、notify 必须在 synchronized 代码块中。
• 所以处于 Waiting 状态的线程被唤醒时拿不到该锁，就会进入 Blocked 状态，直到执行了 notify()/notifyAll() 的唤醒它的线程执行完毕并释放 monitor 锁，才可能轮到它去抢夺这把锁，如果它能抢到，就会从 Blocked 状态回到 Runnable 状态。

这里大家一定要注意这点，当我们通过 notify 唤醒时，是先进入阻塞状态的 ，再等抢夺到 monitor 锁喉才会进入 Runnable 状态！

**`Timed Waiting` 进入 `Runnable`**

• 同样在 Timed Waiting 中执行 notify() 和 notifyAll() 也是一样的道理，它们会先进入 Blocked 状态，然后抢夺锁成功后，再回到 Runnable 状态。

• 但是对于 Timed Waiting 而言，它存在超时机制，也就是说如果超时时间到了那么就会系统自动直接拿到锁，或者当 join 的线程执行结束/调用了LockSupport.unpark()/被中断等情况都会直接进入 Runnable 状态，而不会经历 Blocked 状态

Terminated 终止

最后我们来说最后一种状态，Terminated 终止状态，要想进入这个状态有两种可能。

• run() 方法执行完毕，线程正常退出。
• 出现一个没有捕获的异常，终止了 run() 方法，最终导致意外终止。

总结

最后我们说一下再看线程转换的过程中一定要注意两点：

• 线程的状态是按照箭头方向来走的，比如线程从 New 状态是不可以直接进入 Blocked 状态的，它需要先经历 Runnable 状态。

• 线程生命周期不可逆：一旦进入 Runnable 状态就不能回到 New 状态；一旦被终止就不可能再有任何状态的变化。

• 所以一个线程只能有一次 New 和 Terminated 状态，只有处于中间状态才可以相互转换。也就是这两个状态不会参与相互转化

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