面試突擊：說一下線程生命周期，以及轉換過程？
作者 | 磊哥
來源 | Java面試真題解析(ID：aimianshi666)
轉載請聯(lián)系授權(微信ID：GG_Stone)
線程的生命周期指的是線程從創(chuàng)建到銷毀的整個過程，通常情況下線程的生命周期有以下 5 種：
- 初始狀態(tài)
- 可運行狀態(tài)
- 運行狀態(tài)
- 休眠狀態(tài)
- 終止狀態(tài)
它們的狀態(tài)轉換如下圖所示：
Java 線程生命周期
Java 線程的生命周期和上面說的生命周期是不同的，它有以下 6 種狀態(tài)：
- NEW(初始化狀態(tài))
- RUNNABLE(可運行/運行狀態(tài))
- BLOCKED(阻塞狀態(tài))
- WAITING(無時限等待狀態(tài))
- TIMED_WAITING(有時限等待狀態(tài))
- TERMINATED(終止狀態(tài))
我們可以在 Thread 的源碼中可以找到這 6 種狀態(tài)，如下所示：
當然你也可以使用 Java 代碼，來打印所有的線程狀態(tài)，如下代碼所示：
for (Thread.State value : Thread.State.values()) {
System.out.println(value);
}
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
生命周期轉換
接下來我們聊聊 Java 線程生命周期的轉換過程。
1.從 NEW 到 RUNNABLE
我們創(chuàng)建一個線程的時候，也就是 new Thread 的時候，此時線程是 NEW 狀態(tài)，如下代碼所示：
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// ...
}
});
// 獲取線程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
System.out.println(state);
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
然而調用了線程的 start 方法之后，線程的狀態(tài)就從 NEW 變成了 RUNNABLE，如下代碼所示：
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 獲取到當前執(zhí)行的線程
Thread currThread = Thread.currentThread();
// 獲取線程狀態(tài)
Thread.State state = currThread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println(state);
}
});
thread.start();
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
2.從 RUNNABLE 到 BLOCKED
當線程中的代碼排隊執(zhí)行 synchronized 時，線程就會從 RUNNABLE 狀態(tài)變?yōu)?BLOCKED 阻塞狀態(tài)，如下代碼所示：
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
// 等待 100 毫秒
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("排隊使用鎖");
synchronized (ThreadStates.class) {
}
}
});
thread.start();
// 讓主線程先得到鎖
synchronized (ThreadStates.class) {
// 獲取線程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 再次獲取線程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線程狀態(tài)：" + state);
}
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
當線程獲取到 synchronized 鎖之后，就會從 BLOCKED 狀態(tài)轉變?yōu)?RUNNABLE
狀態(tài)。
3.從 RUNNABLE 到 WAITTING
線程調用 wait() 方法之后，就會從 RUNNABLE 狀態(tài)變?yōu)?WAITING 無時限等待狀態(tài)，如下所示：
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (this) {
try {
// 線程休眠
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
});
// 啟動線程
thread.start();
// 獲取線程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 獲取線程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線程狀態(tài)：" + state);
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
當調用了 notify/notifyAll 方法之后，線程會從 WAITING 狀態(tài)變成 RUNNABLE 狀態(tài)，如下代碼所示：
Object lock = new Object();
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (lock) {
try {
// 線程休眠
lock.wait();
// 獲取當前線程狀態(tài)
Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("獲取線程狀態(tài)：" + state);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
});
// 啟動線程
thread.start();
// 獲取線程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 獲取線程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線程狀態(tài)：" + state);
// 喚醒 thread 線程
synchronized (lock) {
lock.notify();
}
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
4.從 RUNNABLE到TIMED_WATTING
當調用帶超時時間的等待方法時，如 sleep(xxx)，線程會從 RUNNABLE 狀態(tài)變成 TIMED_WAITING 有時限狀態(tài)，如下代碼所示：
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
// 啟動線程
thread.start();
// 獲取線程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 獲取線程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線程狀態(tài)：" + state);
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
當超過了超時時間之后，線程就會從 TIMED_WAITING 狀態(tài)變成 RUNNABLE 狀態(tài)，實現代碼如下：
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
// 獲取當前線程狀態(tài)
Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("獲取線程狀態(tài)：" + state);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
// 啟動線程
thread.start();
// 獲取線程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("首次獲取線程狀態(tài)：" + state);
// 休眠 1s
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 獲取線程狀態(tài)
state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("第二次獲取線程狀態(tài)：" + state);
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
5.RUNNABLE 到 TERMINATED
線程執(zhí)行完之后，就會從 RUNNABLE 狀態(tài)變成 TERMINATED 銷毀狀態(tài)，如下代碼所示：
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 獲取當前線程狀態(tài)
Thread.State state = Thread.currentThread().getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("獲取線程狀態(tài)：" + state);
}
});
// 啟動線程
thread.start();
// 等待 100ms，待線程執(zhí)行完
Thread.sleep(100);
// 獲取線程狀態(tài)
Thread.State state = thread.getState();
// 打印線程狀態(tài)
System.out.println("線程狀態(tài)：" + state);
以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：
總結
Java 中線程的生命周期有 6 種：NEW(初始化狀態(tài))、RUNNABLE(可運行/運行狀態(tài))、BLOCKED(阻塞狀態(tài))、WAITING(無時限等待狀態(tài))、TIMED_WAITING(有時限等待狀態(tài))、TERMINATED(終止狀態(tài))。線程生命周期的轉換流程如下圖所示：
