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线程的六种状态

news 2025/5/24 7:30:41

优质博文：IT-BLOG-CN

线程的状态在Thread.State这个枚举类型中定义：共有6种状态，可以调用线程Thread种的getState()方法获取当前线程状态。

public enum State   
{  /** * 新建状态(New)： * 当用new操作符创建一个线程时， 例如new Thread(r)，线程还没有开始运行，此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时，程序还没有开始运行线程中的代码*/  NEW,  /** * 就绪状态(Runnable)* 一个新创建的线程并不自动开始运行，要执行线程，必须调用线程的start()方法。* 当线程对象调用start()方法即启动了线程，start()方法创建线程运行的系统资源，并调度线程运行run()方法。* 当start()方法返回后，线程就处于就绪状态。*/  RUNNABLE,  /*** 运行状态(Running)* 当线程获得CPU时间后，它才进入运行状态，真正开始执行run()方法.*/RUNNING,/** * 阻塞状态(Blocked)* 线程运行过程中，可能由于各种原因进入阻塞状态:* 1>线程通过调用sleep方法进入睡眠状态；* 2>线程调用一个在I/O上被阻塞的操作，即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者；* 3>线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；* 4>线程在等待某个触发条件；* ......*  所谓阻塞状态是正在运行的线程没有运行结束，暂时让出CPU，这时其他处于就绪状态的线程就可以获得CPU时间，进入运行状态。*/  BLOCKED,  /** * 一个正在等待的线程的状态。也称之为等待状态。* 造成线程等待的原因有三种，分别是调用Object.wait()、join()以及LockSupport.park()方法。处于等待状态的线程，正在等待其他线程去执行一个特定的操作。* 例如：因为wait()而等待的线程正在等待另一个线程去调用notify()或notifyAll()；一个因为join()而等待的线程正在等待另一个线程结束。*/  WAITING,  /** * 一个在限定时间内等待的线程的状态。也称之为限时等待状态。* 造成线程限时等待状态的原因有五种，分别是：*   Thread.sleep(long)、Object.wait(long)、join(long)、LockSupport.parkNanos(obj,long)和LockSupport.parkUntil(obj,long)。*/  TIMED_WAITING,  /** * 一个完全运行完成的线程的状态。也称之为终止状态、结束状态。*/  TERMINATED;  
}

一、六种状态转换图

操作系统中，线程被视为轻量级的进程，所以线程状态就是进程的状态，一个线程确实可以被视为一个轻量级进程Lightweight Process, LWP

二、新建状态（NEW）

用new关键字新建一个线程，这个线程就处于新建状态。

每一个线程，在堆内存中都有一个对应的Thread对象。Thread t = new Thread();当刚刚在堆内存中创建Thread对象，还没有调用t.start()方法之前，线程就处在NEW状态。在这个状态上，线程与普通的java对象没有什么区别，就仅仅是一个堆内存中的对象。例如：

private void testStateNew() {Thread thread = new Thread(() -> {});System.out.println(thread.getState()); // 输出 NEW
}

三、运行状态(RUNNABLE)

操作系统中的READY(就绪状态)和RUNNING(运行状态)两种状态，在Java中统称为RUNNABLE。

READY(就绪状态)

当线程对象调用了start()方法之后，线程处于就绪状态，就绪意味着该线程可以执行，但具体啥时候执行将取决于JVM里线程调度器的调度。

【1】不允许对一个线程多次使用start：通过下面源码分析得知，在start()内部，有一个threadStatus变量。如果它不等于0，调用start()会直接抛出异常。

// 使用synchronized关键字保证这个方法是线程安全的
public synchronized void start() {// threadStatus != 0 表示这个线程已经被启动过或已经结束了// 如果试图再次启动这个线程，就会抛出IllegalThreadStateException异常if (threadStatus != 0)throw new IllegalThreadStateException();// 将这个线程添加到当前线程的线程组中group.add(this);// 声明一个变量，用于记录线程是否启动成功boolean started = false;try {// 使用native方法启动这个线程start0();// 如果没有抛出异常，那么started被设为true，表示线程启动成功started = true;} finally {// 在finally语句块中，无论try语句块中的代码是否抛出异常，都会执行try {// 如果线程没有启动成功，就从线程组中移除这个线程if (!started) {group.threadStartFailed(this);}} catch (Throwable ignore) {// 如果在移除线程的过程中发生了异常，我们选择忽略这个异常}}
}

我们在看下ThreadStatus的取值逻辑：如下源码可知，调用start()之后线程的状态就!0了。

// Thread.getState方法源码：
public State getState() {// get current thread statereturn sun.misc.VM.toThreadState(threadStatus);
}// sun.misc.VM 源码：
// 如果线程的状态值和4做位与操作结果不为0，线程处于RUNNABLE状态。
// 如果线程的状态值和1024做位与操作结果不为0，线程处于BLOCKED状态。
// 如果线程的状态值和16做位与操作结果不为0，线程处于WAITING状态。
// 如果线程的状态值和32做位与操作结果不为0，线程处于TIMED_WAITING状态。
// 如果线程的状态值和2做位与操作结果不为0，线程处于TERMINATED状态。
// 最后，如果线程的状态值和1做位与操作结果为0，线程处于NEW状态，否则线程处于RUNNABLE状态。
public static State toThreadState(int var0) {if ((var0 & 4) != 0) {return State.RUNNABLE;} else if ((var0 & 1024) != 0) {return State.BLOCKED;} else if ((var0 & 16) != 0) {return State.WAITING;} else if ((var0 & 32) != 0) {return State.TIMED_WAITING;} else if ((var0 & 2) != 0) {return State.TERMINATED;} else {return (var0 & 1) == 0 ? State.NEW : State.RUNNABLE;}
}

【2】其他状态转换为就绪状态：
☑️ 线程调用start()，新建状态转化为就绪状态。
☑️ 线程sleep(long)时间到，等待状态转化为就绪状态。
☑️ 阻塞式IO操作结果返回，线程变为就绪状态。
☑️ 其他线程调用join()方法，结束之后转化为就绪状态。
☑️ 线程对象拿到对象锁之后，也会进入就绪状态。

RUNNING(运行状态)

处于就绪状态的线程获得了CPU之后，真正开始执行run()方法的线程执行体时，意味着该线程就已经处于运行状态。需要注意的是，对于单处理器，一个时刻只能有一个线程处于运行状态。对于抢占式策略的系统来说，系统会给每个线程一小段时间处理各自的任务。时间用完之后，系统负责夺回线程占用的资源。下一段时间里，系统会根据一定规则，再次进行调度。

运行状态转变为就绪状态的情形：
☑️ 线程失去处理器资源。线程不一定完整执行的，执行到一半，说不定就被别的线程抢走了。
☑️ 调用yield()静态方法，提示调度程序，当前线程愿意放弃当前对处理器的使用。这时，当前线程将会被置为就绪状态，和其他线程一样等待调度，这时候根据不同优先级决定的概率，当前线程完全有可能再次抢到处理器资源。

如果线程长时间停留在在这个状态就不正常了，这说明线程运行的时间很长（存在性能问题），或者是线程一直得不得执行的机会（存在线程饥饿的问题）。

四、阻塞状态(BLOCKED)

线程正在等待获取java对象的监视器(也叫内置锁)，即线程正在等待进入由synchronized保护的方法或者代码块。synchronized用来保证原子性，任意时刻最多只能由一个线程进入该临界区域，其他线程只能排队等待。

线程取得锁，就会从阻塞状态转变为就绪状态。

五、等待状态(WAITING)

进入该状态表示当前线程需要等待其他线程做出一些的特定的动作（通知或中断）。也就是说，如果不发生特定的事件，那么处在该状态的线程一直等待，不能获取执行的机会。比如：A线程调用了obj对象的obj.wait()方法，如果没有线程调用obj.notify或obj.notifyAll，那么A线程就没有办法恢复运行；如果A线程调用了LockSupport.park()，没有别的线程调用LockSupport.unpark(A)，那么A没有办法恢复运行。

六、超时等待状态(TIMED_WAITING)

区别于WAITING，它可以在指定的时间自行返回。

J.U.C中很多与线程相关类，都提供了限时版本和不限时版本的API。TIMED_WAITING意味着线程调用了限时版本的API，正在等待时间流逝。当等待时间过去后，线程一样可以恢复运行。如果线程进入了WAITING状态，一定要特定的事件发生才能恢复运行；而处在TIMED_WAITING的线程，如果特定的事件发生或者是时间流逝完毕，都会恢复运行。

运行状态转换为超时等待：
☑️ 调用静态方法Thread.sleep(long)
☑️ 线程对象调用wait(long)方法
☑️ 其他线程调用指定时间的join(long)
☑️ LockSupport.parkNanos()
☑️ LockSupport.parkUntil()