Java-多线程-线程状态

1 简介

Java线程并不是和Linux线程完全对等的，每个Java线程拥有NEW（新建）、RUNNABLE（就绪）、BLOCKED（阻塞）、WAITING（等待）、TIMED WAITING（计时等待）、TERMINATED（终止）。

Java线程调度属于抢占式调度，线程竞争CPU时间分片来执行，一个线程运行几十毫秒中就处于RUNNING状态，而时间片用完了被剥夺CPU资源又处于READY状态了，等待下次调度。

2 线程状态

在这里插入图片描述

NEW（新建）
使用 new Thread(new Runnable) 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。

此时线程还未执行，一般是在构造方法中做一些初始化工作。

NEW状态的线程只能在thread.start()方法之后转为RUNNABLE状态。
RUNNABLE（就绪）
NEW状态的线程调用了thread.start()方法之后，该线程就进入RUNNABLE状态，等待JVM里线程调度器的调度，此时处于READY就绪状态。

当获得CPU时间片后，线程开始执行，线程处于RUNNING运行状态。时间片用完后，线程被剥夺运行资格，等待下一次运行，又变为就绪状态。也就是说，此状态下不能保证线程是就绪还是正在运行。
BLOCKED（阻塞）
RUNNABLE状态线程申请被其他线程持有的对象锁，此时就转为BLOCKED状态，此时线程不运行任何代码且消耗最少的资源，直到线程调度器重新激活运行该线程。

当其他线程释放该对象锁后，如果本线程竞争到了对象锁，就转回RUNNABLE状态。
WAITING（无期限等待）
如果一个线程A等待另一个线程给与调度器一个条件时，线程A进入WAITING状态，等待被其他线程notify唤醒。

如调用Object.wait、Thread.join、java.util.concurrent中的Lock或Condition等。

条件发生后，就转回RUNNABLE状态。（如果是wait方法进入的等待状态，被notify唤醒后进入对象锁同步队列重新竞争锁，竞争到了就进入RUNNABLE状态，竞争失败就进入BLOCKED状态）

TIMED WAITING（计时等待）
以上方法有一些带有时间参数的重载方法（如Object.wait、Thread.join、java.util.concurrent中的Lock.tryLock、Condition.await），就会进入TIMED WAITING状态

条件发生后，就转回`RUNNABLE`状态（如果是wait方法进入的等待状态，被notify唤醒后进入对象锁同步队列重新竞争锁，竞争到了就进入RUNNABLE状态，竞争失败就进入BLOCKED状态）。

TERMINATED（终止）
线程run方法结束或抛出了未捕获的异常导致结束。

在一个TERMINATED的线程上调用start()方法会抛出java.lang.IllegalThreadStateException异常。

3 相关方法

Thread.sleep(long millis)
由当前线程调用此方法，调用后进入TIMED_WAITING状态，但不释放对象锁。millis期满后线程自动唤醒进入RUNNABLE状态。
Thread.yield()，
由当前线程调用此方法，给CPU提示表示当前线程愿意放弃获取的CPU时间片（调度器可忽略该提示），但不释放对象锁。如果成功释放时间片则该线程由运行状态变为就绪状态，由调度器再次选择线程进行调度执行。
- Sleep对比Yield
  主要是使用场景不同。Sleep主要用来指定睡眠时间让出CPU，并在时间到后再被系统分配CPU资源，进行调度执行；而Yield是用来主动释放CPU给其他线程执行，但无法精确控制是否释放。
t.join()/t.join(long millis)，
join方法主要用来等待其他线程运行结束，再继续运行自己的线程代码。

当前线程里调用其它线程t的join方法，当前线程进入WAITING/TIMED_WAITING状态，当前线程不会释放已经持有的对象锁。

等到线程t执行完毕或者millis时间到，当前线程重新进入RUNNABLE状态。
obj.wait()
当前线程调用对象的wait()方法，当前线程会释放该对象锁，并进入等待队列等待其他竞争到锁的线程执行完后唤醒，重新进入等待队列进行锁竞争，竞争成功后才会从wait方法返回。

注意这个wait方法只会让该线程释放当前Object的对象锁，而不会放弃拥有的其他对象锁！
obj.wait(mills)
当前线程调用对象的wait()方法，当前线程会释放该对象锁，并进入等待队列等待其他竞争到锁的线程执行完后唤醒或时间耗尽，重新进入等待队列进行锁竞争，竞争成功后才会从wait方法返回。

注意这个wait方法只会让该线程释放当前Object的对象锁，而不会放弃拥有的其他对象锁！
obj.notify()
该方法用来任意唤醒一个在对象锁的等待集的线程（其实看了源码会发现不是任意的，而是一个WaitQueue，FIFO）。
obj.notifyAll()
唤醒在此对象Monitor上等待的所有线程。

4 线程优先级

很多操作系统都提供线程优先级的概念，但是由于平台特性的问题，Java中的线程优先级和不同平台中系统线程优先级并不匹配，所以Java线程优先级可以仅仅理解为“建议优先级”，通俗来说就是java.lang.Thread#setPriority(int newPriority)并不一定生效，有可能Java线程的优先级会被系统自行改变。