【本人秃顶程序员】Java 多线程之线程的生命周期 | 图解

清疚 2022-02-16 13:44 290阅读 0赞

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在 Java 初中级面试中，关于线程的生命周期可以说是常客了。本文就针对这个问题，通过图文并茂的方式详细说说。

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结合上图，线程的生命周期大致可分为以下五种状态：

*  NEW - 新建
 *  RUNNABLE - 等待被CPU调度
 *  RUNNING - 正在运行
 *  BLOCKED - 阻塞
 *  TERMINATED - 结束

# 一、NEW 状态 #

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NEW 状态表示线程被新建的状态，我们来看一段示例代码:

Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("Hello, world !"));

很多人以为当我们在代码中`new`一个`Thread`的时候，就代表着`thread`线程处于`NEW`状态了，实际上是大错大错的！

实际上，只有当我们调用线程`start()`方法之后，该线程才会被创建出来，而不是通过`new`关键字来创建的，`new`关键字仅仅是创建了一个普通的 Java 对象而已。

**NEW 状态的线程能发生哪些状态转变**？

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NEW 状态的线程在调用`start()`方法后，进入 RUNNABLE 状态。

# 二、RUNNABLE 状态 #

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当我们在代码中显式的调用`start()`方法后，JVM 进程会去创建一个新的线程，而此线程不会马上被 CPU 调度运行，进入 RUNNING 状态，这里会有一个中间状态，就是 RUNNABLE 状态，你可以理解为等待被 CPU 调度的状态：

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如上图所示，也就是说被创建的出来的线程会从`NEW -> RUNNABLE`状态，等待 CPU 调度，再大白话一点，就是说这种线程具备被执行的资格，但是能否进入进行阶段，还得看 CPU 的脸色说话。

**RUNNABLE 状态的线程能发生哪些状态转变**？

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RUNNABLE 状态的线程无法直接进入 BLOCKED 状态和 TERMINATED 状态的。

**很多小伙伴这里可能有疑问，为啥呢**？

只有处在 RUNNING 状态的线程，换句话说，只有获得 CPU 调度执行权的线程才有资格进入 BLOCKED 状态和 TERMINATED 状态

> PS: RUNNABLE 状态的线程要么能被转换成 RUNNING 状态，要么被意外终止（如 kill -9 PID）。

# 三、RUNNING 状态 #

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当 CPU 调度发生，并任务队列中选中了某个 RUNNABLE 线程时，该线程会进入 RUNNING 执行状态，并且开始调用`run()`方法中逻辑代码。

**RUNNING 状态的线程能发生哪些状态转变**？

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*  被转换成 TERMINATED 状态，比如调用 stop() 方法;
 *  被转换成 BLOCKED 状态，比如调用了sleep, wait 方法被加入 waitSet 中；
 *  被转换成 BLOCKED 状态，如进行 IO 阻塞操作，如查询数据库进入阻塞状态；
 *  被转换成 BLOCKED 状态，比如获取某个锁的释放，而被加入该锁的阻塞队列中；
 *  该线程的时间片用完，CPU 再次调度，进入 RUNNABLE 状态；
 *  线程主动调用 yield 方法，让出 CPU 资源，进入 RUNNABLE 状态；

# 四、BLOCKED 状态 #

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上小节中我们已经讲到了，进入 BLOCKED 原因，这里，我们就直接谈谈 BLOCK 状态的线程能够发生哪些状态改变：

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*  被转换成 TERMINATED 状态，比如调用 stop() 方法，或者是 JVM 意外 Crash;
 *  被转换成 RUNNABLE 状态，阻塞时间结束，比如读取到了数据库的数据后；
 *  完成了指定时间的休眠，进入到 RUNNABLE 状态；
 *  正在 wait 中的线程，被其他线程调用 notify/notifyAll 方法唤醒，进入到 RUNNABLE 状态；
 *  线程获取到了想要的锁资源，进入 RUNNABLE 状态；
 *  线程在阻塞状态下被打断，如其他线程调用了 interrupt 方法，进入到 RUNNABLE 状态；

# 五、TERMINATED 状态 #

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TERMINATED 状态是线程的最终状态，处于此状态中的线程不会切换到以上任何状态，一旦线程进入了 TERMINATED 状态，就意味着这个线程生命的终结，没有回头路了。

以下情况下，线程会进入到 TERMINATED 状态：

*  线程正常运行结束，生命周期结束；
 *  线程运行过程中出现意外错误；
 *  JVM 异常结束，所有的线程生命周期均被结束。

# 六、start 方法源码解析，何时调用的 run() 方法？ #

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通过图文，我们了解了线程生命周期的五种状态，接下来，我们来看看 start 方法源码，其实内部的源码非常简单，如下图所示：

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*  ①：首先，会判断线程的状态是否是 NEW 状态，内部对应的状态标识是个 0，也就是说如果不等于 0，直接抛线程状态异常；
 *  ②：线程在启动后被加入到 ThreadGroup 中；
 *  ③: start0 是最核心的方法了，就是运行状态为 NEW (内部状态标识为 0) 的线程；
 *  ④：start0 是个 native 方法，也就是 JNI 方法；  
    看到这里，你也许会有个疑问，自己重写的 run 方法是什么时候被调用的呢？源码中也没看到调用啊！！

> Causes this thread to begin execution; the Java Virtual Machine calls the run method of this thread.

上面这段截自 JDK 官方文档，意思是说:

**run 方法是在调用 JNI 方法 start0() 的时候被调用的，被调用后，我们写的逻辑代码才得以被执行**。

一些面试中，面试官也会经常问到这个问题：线程的 start 方法和 run 方法有什么区别？

相信看完上面的源码分析，小伙伴们一定可以源码的角度怼回去了！

# 七、总结 #

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本文中，通过图文的方式解释了线程的五种状态，以及各种状态能够被转换的状态。最后，我们简单看了一下 start()内部源码，知道了 run() 方法何时被执行的。

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