這么理解線程生命周期，是不是很簡(jiǎn)單？
為什么要了解線程的生命周期？
之前寫(xiě)過(guò) Spring Bean 生命周期三部曲：
有朋友留言說(shuō)：“了解了它們的生命周期后，使用 Spring Bean 好比看到它們的行動(dòng)軌跡，現(xiàn)在使用就一點(diǎn)都不慌了”。我和他一樣，了解事物的生命周期目的很簡(jiǎn)單，唯【不慌】也
Java 并發(fā)系列 已經(jīng)寫(xiě)了很多，從來(lái)還沒(méi)提起過(guò)那個(gè)它【Java線程生命周期】。有了前序理論圖文的鋪墊，在走進(jìn)源碼世界之前，談?wù)撍臅r(shí)機(jī)恰好到了。因?yàn)椋帉?xiě)并發(fā)程序的核心之一就是正確的擺弄線程狀態(tài)
線程生命周期的幾種狀態(tài)
剛接觸線程生命周期時(shí)，我總是記不住，也理解不了他們的狀態(tài)，可以說(shuō)是比較混亂，更別說(shuō)它們之間是如何進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的了。原因是我把操作系統(tǒng)通用線程狀態(tài)和編程語(yǔ)言封裝后的線程狀態(tài) 概念混淆在一起了
操作系統(tǒng)通用線程狀態(tài)
個(gè)人覺(jué)得通用線程狀態(tài)更符合我們的思考習(xí)慣。其狀態(tài)總共有 5 種 （如下圖）。對(duì)于經(jīng)常寫(xiě)并發(fā)程序的同學(xué)來(lái)說(shuō)，其嘴里經(jīng)常念的都是操作系統(tǒng)中的這些通用線程狀態(tài)，且看
除去生【初始狀態(tài)】死【終止?fàn)顟B(tài)】，其實(shí)只是三種狀態(tài)的各種轉(zhuǎn)換，聽(tīng)到這句話是不是心情放松了很多呢？
為了更好的說(shuō)明通用線程狀態(tài)和 Java 語(yǔ)言中的線程狀態(tài)，這里還是先對(duì)前者進(jìn)行簡(jiǎn)短的說(shuō)明
初始狀態(tài)
線程已被創(chuàng)建，但是還不被允許分配CPU執(zhí)行。注意，這個(gè)被創(chuàng)建其實(shí)是屬于編程語(yǔ)言層面的，實(shí)際在操作系統(tǒng)里，真正的線程還沒(méi)被創(chuàng)建， 比如 Java 語(yǔ)言中的 new Thread()。
可運(yùn)行狀態(tài)
線程可以分配CPU執(zhí)行，這時(shí)，操作系統(tǒng)中線程已經(jīng)被創(chuàng)建成功了
運(yùn)行狀態(tài)
操作系統(tǒng)會(huì)為處在可運(yùn)行狀態(tài)的線程分配CPU時(shí)間片，被 CPU 臨幸后，處在可運(yùn)行狀態(tài)的線程就會(huì)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)
休眠狀態(tài)
如果處在運(yùn)行狀態(tài)的線程調(diào)用某個(gè)阻塞的API或等待某個(gè)事件條件可用，那么線程就會(huì)轉(zhuǎn)換到休眠狀態(tài)，注意：此時(shí)線程會(huì)釋放CPU使用權(quán)，休眠的線程永遠(yuǎn)沒(méi)有機(jī)會(huì)獲得CPU使用權(quán)，只有當(dāng)?shù)却录霈F(xiàn)后，線程會(huì)從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到可運(yùn)行狀態(tài)
終止?fàn)顟B(tài)
線程執(zhí)行完或者出現(xiàn)異常 (被interrupt那種不算的哈，后續(xù)會(huì)說(shuō))就會(huì)進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)，正式走到生命的盡頭，沒(méi)有起死回生的機(jī)會(huì)
接下來(lái)就來(lái)看看你熟悉又陌生，面試又經(jīng)常被問(wèn)到的Java 線程生命周期吧
Java語(yǔ)言線程狀態(tài)
在 Thread 的源碼中，定義了一個(gè)枚舉類(lèi) State，里面清晰明了的寫(xiě)了Java語(yǔ)言中線程的6種狀態(tài)：
- NEW
- RUNNABLE
- BLOCKED
- WAITING
- TIMED_WAITING
- TERMINATED
這里要做一個(gè)小調(diào)查了，你有查看過(guò)這個(gè)類(lèi)和讀過(guò)其注釋說(shuō)明嗎？（歡迎留言腳印哦）
耳邊響起五環(huán)之歌，Java中線程狀態(tài)竟然比通用線程狀態(tài)的 5 種多1種，變成了 6 種。這個(gè)看似復(fù)雜，其實(shí)并不是你想的那樣，Java在通用線程狀態(tài)的基礎(chǔ)上，有裁剪，也有豐富，整體來(lái)說(shuō)是少一種。再來(lái)看個(gè)圖，注意顏色區(qū)分哦
Java 語(yǔ)言中
- 將通用線程狀態(tài)的可運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)合并為 Runnable，
- 將休眠狀態(tài)細(xì)分為三種 (BLOCKED/WAITING/TIMED_WAITING); 反過(guò)來(lái)理解這句話，就是這三種狀態(tài)在操作系統(tǒng)的眼中都是休眠狀態(tài)，同樣不會(huì)獲得CPU使用權(quán)
看上圖右側(cè)【Java語(yǔ)言中的線程狀態(tài)】，進(jìn)一步簡(jiǎn)潔的說(shuō)，除去線程生死，我們只要玩轉(zhuǎn) RUNNABLE 和休眠狀態(tài)的轉(zhuǎn)換就可以了，編寫(xiě)并發(fā)程序也多數(shù)是這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。所以我們需要了解，有哪些時(shí)機(jī)，會(huì)觸發(fā)這些狀態(tài)轉(zhuǎn)換
遠(yuǎn)看看輪廓， 近看看細(xì)節(jié)。我們將上面Java語(yǔ)言中的圖進(jìn)行細(xì)化，將觸發(fā)的節(jié)點(diǎn)放到圖中 (這看似復(fù)雜的圖，其實(shí)三句話就能分解的，所以別慌)，且看：
RUNNABLE與BLOCKED狀態(tài)轉(zhuǎn)換
當(dāng)且僅有（just only）一種情況會(huì)從 RUNNABLE 狀態(tài)進(jìn)入到 BLOCKED 狀態(tài)，就是線程在等待 synchronized 內(nèi)置隱式鎖；如果等待的線程獲取到了 synchronized 內(nèi)置隱式鎖，也就會(huì)從 BLOCKED 狀態(tài)變?yōu)?RUNNABLE 狀態(tài)了
注意：
上面提到，以操作系統(tǒng)通用狀態(tài)來(lái)看，線程調(diào)用阻塞式 API，會(huì)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)（釋放CPU使用權(quán)），但在JVM層面，Java線程狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，也就是說(shuō)Java線程的狀態(tài)依舊會(huì)保持在 RUNNABLE 狀態(tài)。JVM并不關(guān)心操作系統(tǒng)調(diào)度的狀態(tài)。在JVM看來(lái)，等待CPU使用權(quán)（操作系統(tǒng)里是處在可執(zhí)行狀態(tài)）與等待I/O（操作系統(tǒng)是處在休眠狀態(tài)），都是等待某個(gè)資源，所以都?xì)w入了RUNNABLE 狀態(tài)
—— 摘自《Java并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)》
RUNNABLE與WAITING狀態(tài)轉(zhuǎn)換
調(diào)用不帶時(shí)間參數(shù)的等待API，就會(huì)從RUNNABLE狀態(tài)進(jìn)入到WAITING狀態(tài)；當(dāng)被喚醒就會(huì)從WAITING進(jìn)入RUNNABLE狀態(tài)
RUNNABLE與 TIMED-WAITING 狀態(tài)轉(zhuǎn)換
調(diào)用帶時(shí)間參數(shù)的等待API，自然就從 RUNNABLE 狀態(tài)進(jìn)入 TIMED-WAITING 狀態(tài)；當(dāng)被喚醒或超時(shí)時(shí)間到就會(huì)從TIMED_WAITING進(jìn)入RUNNABLE狀態(tài)
看圖中的轉(zhuǎn)換 API 挺多的，其實(shí)不用擔(dān)心，后續(xù)分析源碼章節(jié)，自然就會(huì)記住的，現(xiàn)在有個(gè)印象以及知道狀態(tài)轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)就好了
相信到這里，你看Java線程生命周期的眼神就沒(méi)那么迷惑了，重點(diǎn)就是RUNNABLE與休眠狀態(tài)的切換，接下來(lái)我們看一看，如何查看線程中的狀態(tài)，以及具體的代碼觸發(fā)點(diǎn)
如何查看線程處在什么狀態(tài)
程序中調(diào)用 getState() 方法
Thread 類(lèi)中同樣存在 getState() 方法用于查看當(dāng)前線程狀態(tài)，該方法就是返回上面提到的枚舉類(lèi) State
NEW
就是上面提到， 編程語(yǔ)言中特有的，通過(guò)繼承 Thread 或?qū)崿F(xiàn) Runnable 接口定義線程后，這時(shí)的狀態(tài)都是 NEW
- Thread thread = new Thread(() -> {});
- System.out.println(thread.getState());
RUNNABLE
調(diào)用了 start() 方法之后，線程就處在 RUNNABLE 狀態(tài)了
- Thread thread = new Thread(() -> {});
- thread.start();
- //Thread.sleep(1000);
- System.out.println(thread.getState());
BLOCKED
等待 synchronized 內(nèi)置鎖，就會(huì)處在 BLOCKED 狀態(tài)
- 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) {
- }
- }
- }
WAITING
調(diào)用線程的 join() 等方法，從 RUNNABLE 變?yōu)?WAITING 狀態(tài)
- 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();
- }
TIMED-WAITING
調(diào)用了 sleep(long) 等方法，線程從 RUNNABLE 變?yōu)?TIMED-WAITING 狀態(tài)
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread3 = new Thread(() -> {
- try {
- Thread.sleep(3000);
- } catch (InterruptedException e) {
- // 為什么要調(diào)用interrupt方法？
- Thread.currentThread().interrupt();
- e.printStackTrace();
- }
- });
- thread3.start();
- Thread.sleep(1000);
- System.out.println(thread3.getState());
- }
TERMINATED
線程執(zhí)行完自然就到了 TERMINATED 狀態(tài)了
- Thread thread = new Thread(() -> {});
- thread.start();
- Thread.sleep(1000);
- System.out.println(thread.getState());
以上是程序中查看線程，自己寫(xiě)寫(xiě)測(cè)試看看狀態(tài)還好，現(xiàn)實(shí)中的程序怎么可能允許你加這么多無(wú)用代碼，所以，翠花，上酸菜（jstack）
jstack 命令查看
相信你聽(tīng)說(shuō)過(guò)這玩意，jstack 命令就比較強(qiáng)大了，不僅能查看線程當(dāng)前狀態(tài)，還能看調(diào)用棧，鎖等線程棧信息
大家可以隨意寫(xiě)一些程序，這里我用了上面 WAITING 狀態(tài)的代碼, 修改睡眠時(shí)間 Thread.sleep(100000)，然后在終端按照下圖標(biāo)示依次執(zhí)行下圖命令
更多功能還請(qǐng)大家自行查看，后續(xù)會(huì)單獨(dú)寫(xiě)文章來(lái)教大家如何使用jstack查看線程棧信息
Arthas
這個(gè)利器，無(wú)須多言吧，線上找茬監(jiān)控沒(méi)毛病，希望你可以靈活使用這個(gè)工具，攻克疑難雜癥
查看線程棧詳細(xì)信息，非常方便：https://alibaba.github.io/art...
相信你已經(jīng)和Arthas確認(rèn)了眼神
關(guān)于線程生命周期狀態(tài)整體就算說(shuō)完了，編寫(xiě)并發(fā)程序時(shí)多問(wèn)一問(wèn)自己：
調(diào)用某個(gè)API會(huì)將你的線程置為甚么狀態(tài)？
多問(wèn)自己幾次，自然就記住上面的圖了
靈魂追問(wèn)
- 為什么調(diào)用 Thread.sleep, catch異常后，調(diào)用了Thread.currentThread().interrupt();
- 進(jìn)入 BLOCKED只有一種情況，就是等待 synchronized 監(jiān)視器鎖，那調(diào)用 JUC 中的 Lock.lock() 方法，如果某個(gè)線程等待這個(gè)鎖，這個(gè)線程狀態(tài)是什么呢？為什么？
- 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();
- }
- }
- }
3. synchronized 和 Lock 有什么區(qū)別？
參考
感謝前輩們總結(jié)的精華，自己所寫(xiě)的并發(fā)系列好多都參考了以下資料
- Java 并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)
- Java 并發(fā)編程之美
- 碼出高效
- Java 并發(fā)編程的藝術(shù)
- ......
我這面也在逐步總結(jié)常見(jiàn)的并發(fā)面試問(wèn)題（總結(jié)ing......）答案整理好后會(huì)通知大家，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注
