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你有一個思想，我有一個思想，我們交換後，一個人就有兩個思想
If you can NOT explain it simply, you do NOT understand it well enough
現陸續將Demo程式碼和技術文章整理在一起 Github實踐精選 ，方便大家閱讀檢視，本文同樣收錄在此，覺得不錯，還請Star?
為什麼要了解執行緒的生命週期？
之前寫過 Spring Bean 生命週期三部曲：
有朋友留言說：“瞭解了它們的生命週期後，使用 Spring Bean 好比看到它們的行動軌跡，現在使用就一點都不慌了”。我和他一樣，瞭解事物的生命週期目的很簡單，唯【不慌】也
Java 併發系列 已經寫了很多，從來還沒提起過那個它【Java執行緒生命週期】。有了前序理論圖文的鋪墊，在走進原始碼世界之前，談論它的時機恰好到了。因為，編寫併發程式的核心之一就是正確的擺弄執行緒狀態
執行緒生命週期的幾種狀態
剛接觸執行緒生命週期時，我總是記不住，也理解不了他們的狀態，可以說是比較混亂，更別說它們之間是如何進行狀態轉換的了。原因是我把作業系統通用執行緒狀態和程式語言封裝後的執行緒狀態 概念混淆在一起了
作業系統通用執行緒狀態
個人覺得通用執行緒狀態更符合我們的思考習慣。其狀態總共有 5 種 （如下圖）。對於經常寫併發程式的同學來說，其嘴裡經常唸的都是作業系統中的這些通用執行緒狀態，且看
除去生【初始狀態】死【終止狀態】，其實只是三種狀態的各種轉換，聽到這句話是不是心情放鬆了很多呢？
為了更好的說明通用執行緒狀態和 Java 語言中的執行緒狀態，這裡還是先對前者進行簡短的說明
初始狀態
執行緒已被建立，但是還不被允許分配CPU執行。注意，這個被建立其實是屬於程式語言層面的，實際在作業系統裡，真正的執行緒還沒被建立， 比如 Java 語言中的 new Thread()。
可執行狀態
執行緒可以分配CPU執行，這時，作業系統中執行緒已經被建立成功了
執行狀態
作業系統會為處在可執行狀態的執行緒分配CPU時間片，被 CPU 臨幸後，處在可執行狀態的執行緒就會變為執行狀態
休眠狀態
如果處在執行狀態的執行緒呼叫某個阻塞的API或等待某個事件條件可用，那麼執行緒就會轉換到休眠狀態，注意：此時執行緒會釋放CPU使用權，休眠的執行緒永遠沒有機會獲得CPU使用權，只有當等待事件出現後，執行緒會從休眠狀態轉換到可執行狀態
終止狀態
執行緒執行完或者出現異常 (被interrupt那種不算的哈，後續會說)就會進入終止狀態，正式走到生命的盡頭，沒有起死回生的機會
接下來就來看看你熟悉又陌生，面試又經常被問到的Java 執行緒生命週期吧
Java語言執行緒狀態
在 Thread 的原始碼中，定義了一個列舉類 State，裡面清晰明瞭的寫了Java語言中執行緒的6種狀態：
- NEW
- RUNNABLE
- BLOCKED
- WAITING
- TIMED_WAITING
- TERMINATED
這裡要做一個小調查了，你有檢視過這個類和讀過其註釋說明嗎？（歡迎留言腳印哦）
耳邊響起五環之歌，Java中執行緒狀態竟然比通用執行緒狀態的 5 種多1種，變成了 6 種。這個看似複雜，其實並不是你想的那樣，Java在通用執行緒狀態的基礎上，有裁剪，也有豐富，整體來說是少一種。再來看個圖，注意顏色區分哦
Java 語言中
- 將通用執行緒狀態的
可執行狀態和執行狀態合併為Runnable， - 將
休眠狀態細分為三種 (BLOCKED/WAITING/TIMED_WAITING); 反過來理解這句話，就是這三種狀態在作業系統的眼中都是休眠狀態，同樣不會獲得CPU使用權
看上圖右側【Java語言中的執行緒狀態】，進一步簡潔的說，除去執行緒生死，我們只要玩轉 RUNNABLE 和休眠狀態的轉換就可以了，編寫併發程式也多數是這兩種狀態的轉換。所以我們需要了解，有哪些時機，會觸發這些狀態轉換
遠看看輪廓， 近看看細節。我們將上面Java語言中的圖進行細化，將觸發的節點放到圖中 (這看似複雜的圖，其實三句話就能分解的，所以別慌)，且看：
RUNNABLE與BLOCKED狀態轉換
當且僅有（just only）一種情況會從 RUNNABLE 狀態進入到 BLOCKED 狀態，就是執行緒在等待 synchronized 內建隱式鎖；如果等待的執行緒獲取到了 synchronized 內建隱式鎖，也就會從 BLOCKED 狀態變為 RUNNABLE 狀態了
注意：
上面提到，以作業系統通用狀態來看，執行緒呼叫阻塞式 API，會變為休眠狀態（釋放CPU使用權），但在JVM層面，Java執行緒狀態不會發生變化，也就是說Java執行緒的狀態依舊會保持在 RUNNABLE 狀態。JVM並不關心作業系統排程的狀態。在JVM看來，等待CPU使用權（作業系統裡是處在可執行狀態）與等待I/O（作業系統是處在休眠狀態），都是等待某個資源，所以都歸入了RUNNABLE 狀態
—— 摘自《Java併發程式設計實戰》
RUNNABLE與WAITING狀態轉換
呼叫不帶時間引數的等待API，就會從RUNNABLE狀態進入到WAITING狀態；當被喚醒就會從WAITING進入RUNNABLE狀態
RUNNABLE與 TIMED-WAITING 狀態轉換
呼叫帶時間引數的等待API，自然就從 RUNNABLE 狀態進入 TIMED-WAITING 狀態；當被喚醒或超時時間到就會從TIMED_WAITING進入RUNNABLE狀態
看圖中的轉換 API 挺多的，其實不用擔心，後續分析原始碼章節，自然就會記住的，現在有個印象以及知道狀態轉換的節點就好了
相信到這裡，你看Java執行緒生命週期的眼神就沒那麼迷惑了，重點就是RUNNABLE與休眠狀態的切換，接下來我們看一看，如何檢視執行緒中的狀態，以及具體的程式碼觸發點
如何檢視執行緒處在什麼狀態
程式中呼叫 getState() 方法
Thread 類中同樣存在 getState() 方法用於檢視當前執行緒狀態，該方法就是返回上面提到的列舉類 State
NEW
就是上面提到， 程式語言中特有的，通過繼承 Thread 或實現 Runnable 介面定義執行緒後，這時的狀態都是 NEW
Thread thread = new Thread(() -> {});
System.out.println(thread.getState());
複製程式碼RUNNABLE
呼叫了 start() 方法之後，執行緒就處在 RUNNABLE 狀態了
Thread thread = new Thread(() -> {});
thread.start();
//Thread.sleep(1000);
System.out.println(thread.getState());
複製程式碼BLOCKED
等待 synchronized 內建鎖，就會處在 BLOCKED 狀態
public class ThreadStateTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(new DemoThreadB());
Thread t2 = new Thread(new DemoThreadB());
t1.start();
t2.start();
Thread.sleep(1000);
System.out.println((t2.getState()));
System.exit(0);
}
}
class DemoThreadB implements Runnable {
@Override
public void run() {
commonResource();
}
public static synchronized void commonResource() {
while(true) {
}
}
}
複製程式碼WAITING
呼叫執行緒的 join() 等方法，從 RUNNABLE 變為 WAITING 狀態
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread main = Thread.currentThread();
Thread thread2 = new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
e.printStackTrace();
}
System.out.println(main.getState());
});
thread2.start();
thread2.join();
}
複製程式碼TIMED-WAITING
呼叫了 sleep(long) 等方法，執行緒從 RUNNABLE 變為 TIMED-WAITING 狀態
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread3 = new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
// 為什麼要呼叫interrupt方法？
Thread.currentThread().interrupt();
e.printStackTrace();
}
});
thread3.start();
Thread.sleep(1000);
System.out.println(thread3.getState());
}
複製程式碼TERMINATED
執行緒執行完自然就到了 TERMINATED 狀態了
Thread thread = new Thread(() -> {});
thread.start();
Thread.sleep(1000);
System.out.println(thread.getState());
複製程式碼以上是程式中檢視執行緒，自己寫寫測試看看狀態還好，現實中的程式怎麼可能允許你加這麼多無用程式碼，所以，翠花，上酸菜（jstack）
jstack 命令檢視
相信你聽說過這玩意，jstack 命令就比較強大了，不僅能檢視執行緒當前狀態，還能看呼叫棧，鎖等執行緒棧資訊
大家可以隨意寫一些程式，這裡我用了上面 WAITING 狀態的程式碼, 修改睡眠時間 Thread.sleep(100000)，然後在終端按照下圖示示依次執行下圖命令
更多功能還請大家自行檢視，後續會單獨寫文章來教大家如何使用jstack檢視執行緒棧資訊
Arthas
這個利器，無須多言吧，線上找茬監控沒毛病，希望你可以靈活使用這個工具，攻克疑難雜症
檢視執行緒棧詳細資訊，非常方便：alibaba.github.io/arthas/thre…
相信你已經和Arthas確認了眼神
關於執行緒生命週期狀態整體就算說完了，編寫併發程式時多問一問自己：
呼叫某個API會將你的執行緒置為甚麼狀態？
多問自己幾次，自然就記住上面的圖了
靈魂追問
-
為什麼呼叫 Thread.sleep, catch異常後，呼叫了Thread.currentThread().interrupt();
-
進入 BLOCKED只有一種情況，就是等待 synchronized 監視器鎖，那呼叫 JUC 中的 Lock.lock() 方法，如果某個執行緒等待這個鎖，這個執行緒狀態是什麼呢？為什麼？
public class ThreadStateTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { TestLock testLock = new TestLock(); Thread thread2 = new Thread(() -> { testLock.myTestLock(); }, "thread2"); Thread thread1 = new Thread(() -> { testLock.myTestLock(); }, "thread1"); thread1.start(); Thread.sleep(1000); thread2.start(); Thread.sleep(1000); System.out.println("****" + (thread2.getState())); Thread.sleep(20000); } } @Slf4j class TestLock{ private final Lock lock = new ReentrantLock(); public void myTestLock(){ lock.lock(); try{ Thread.sleep(10000); log.info("testLock status"); } catch (InterruptedException e) { log.error(e.getMessage()); } finally { lock.unlock(); } } } 複製程式碼 -
synchronized 和 Lock 有什麼區別？
參考
感謝前輩們總結的精華，自己所寫的併發系列好多都參考了以下資料
- Java 併發程式設計實戰
- Java 併發程式設計之美
- 碼出高效
- Java 併發程式設計的藝術
- ......
我這面也在逐步總結常見的併發面試問題（總結ing......）答案整理好後會通知大家，請持續關注
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