线程的生命周期和状态转换

线程有5种状态：新建、就绪、运行、阻塞、死亡。每种状态都是可以相互转换的。

1）下面的这个图非常重要！你如果看懂了这个图，那么对于多线程的理解将会更加深刻！

1、新建状态（New）：新创建了一个线程对象。
2、就绪状态（Runnable）：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。
3、运行状态（Running）：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。
4、阻塞状态（Blocked）：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：
（一）、等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。(wait会释放持有的锁)
（二）、同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。
（三）、其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。（注意,sleep是不会释放持有的锁）
5、死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

2）挂起、休眠、阻塞与非阻塞
这四个名字，在多线程里是会频繁提到的，所以有必要对它们解释一下。
挂起：一般是主动的，由系统或程序发出，甚至于辅存中去。（不释放CPU，可能释放内存，放在外存）

阻塞：一般是被动的，在抢占资源中得不到资源，被动的挂起在内存，等待某种资源或信号量（即有了资源）将他唤醒。（释放CPU，不释放内存）

休眠(Sleep)：同样是会失去CPU的使用时间，但是在过了指定的休眠时间之后，它会自动激活，无需唤醒(整个唤醒表面看是自动的，但实际上也得有守护线程去唤醒，只是不需编程者手动干预)。

非阻塞(Block)：在线程执行时，所需要的资源不能得到，则线程不是被挂起等待，而是继续执行其余事情，待条件满足了之后，收到了通知(同样是守护线程去做)再执行。

挂起和休眠是独立的操作系统的概念，而阻塞与非阻塞则是在资源不能得到时的两种处理方式，不限于操作系统，当资源申请不到时，要么挂起线程等待、要么继续执行其他操作，资源被满足后再通知该线程重新请求。显然非阻塞的效率要高于阻塞，相应的实现的复杂度也要高一些。

另外，有一段话很形象：
操作系统中睡眠、阻塞、挂起的区别形象解释：

 首先这些术语都是对于线程来说的。对线程的控制就好比你控制了一个雇工为你干活。你对雇工的控制是通过编程来实现的。
 挂起线程的意思就是你对主动对雇工说：“你睡觉去吧，用着你的时候我主动去叫你，然后接着干活”。
 使线程睡眠的意思就是你主动对雇工说：“你睡觉去吧，某时某刻过来报到，然后接着干活”。
 线程阻塞的意思就是，你突然发现，你的雇工不知道在什么时候没经过你允许，自己睡觉呢，但是你不能怪雇工，肯定你         这个雇主没注意，本来你让雇工扫地，结果扫帚被偷了或被邻居家借去了，你又没让雇工继续干别的活，他就只好睡觉了。至于扫帚回来后，雇工会不会知道，会不会继续干活，你不用担心，雇工一旦发现扫帚回来了，他就会自己去干活的。因为雇工受过良好的培训。这个培训机构就是操作系统。

线程类的一些常用方法：

　　sleep(): 强迫一个线程睡眠Ｎ毫秒，不释放锁，指定时间结束后会自动运行，不需要特别唤醒。
　　yield():与sleep()类似，不释放锁，只是不能由用户指定暂停多长时间，并且yield（）方法只能让同优先级的线程有执行的机会,在竞争cpu的时候当前线程依然可能会被执行。
　　interrupt() 打断线程的中断状态，对于wait和sleep的线程休眠可以打断，但对于正在运行中的线程要等等处理完进入休眠的时候才起作用。
　　isAlive(): 判断一个线程是否存活。
　　join(): 等待线程终止。
　　activeCount(): 程序中活跃的线程数。
　　enumerate(): 枚举程序中的线程。
currentThread(): 得到当前线程。
　　isDaemon(): 一个线程是否为守护线程。
　　setDaemon(): 设置一个线程为守护线程。(用户线程和守护线程的区别在于，是否等待主线程依赖于主线程结束而结束)
　　setName(): 为线程设置一个名称。
　　wait(): 强迫一个线程等待,会释放锁。
　　notify(): 通知一个线程继续运行，不释放锁，只是通知不一定会立即运行。
　　setPriority(): 设置一个线程的优先级。
常用函数说明
①sleep(long millis): 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）

②join():指等待t线程终止。
使用方式。
join是Thread类的一个方法，启动线程后直接调用，即join()的作用是：“等待该线程终止”，这里需要理解的就是该线程是指的主线程等待子线程的终止。也就是在子线程调用了join()方法后面的代码，只有等到子线程结束了才能执行。
Thread t = new AThread();
t.start();
t.join();
为什么要用join()方法
在很多情况下，主线程生成并起动了子线程，如果子线程里要进行大量的耗时的运算，主线程往往将于子线程之前结束，但是如果主线程处理完其他的事务后，需要用到子线程的处理结果，也就是主线程需要等待子线程执行完成之后再结束，这个时候就要用到join()方法了。
不加join。

public class ThreadJoin {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread th1 = new Thread(new Runnable(){

            @Override
            public void run() {
                try {
                    //休眠一秒打印语句 用于模拟子线程执行消耗时间
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("th1线程执行");

            }

        });
        Thread th2 = new Thread(new Runnable(){

            @Override
            public void run() {
                try {
                    //休眠一秒打印语句 用于模拟子线程执行消耗时间
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("th2线程执行");

            }

        });
        //双线程对比模拟join效果
        th1.start();
        //调用join 
        th1.join();
        System.out.println("后打印说明主线程在等待子线程执行结束后执行");
        th2.start();
        System.out.println("th2未调用join 这个应该先打印");
   }  

}  

输出结果：
th1线程执行
后打印说明主线程在等待子线程执行结束后执行
th2未调用join 这个应该先打印
th2线程执行

③yield():暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。
Thread.yield()方法作用是：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。
yield()是让当前运行线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行机会。因此，使用yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行。但是，实际中无法保证yield()达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。

结论：yield()不是导致线程转到等待/睡眠/阻塞状态。在大多数情况下，yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态，但有可能没有效果。可看上面的图。

public class ThreadYield extends Thread {

    public ThreadYield(String name) {  
        super(name);  
    }  

    @Override  
    public void run() { 
        //两个线程都会从1打印到10 相互没有影响
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {  
            System.out.println("" + this.getName() + "-----" + i);  
            // 当i为5时，当前线程就会把CPU时间让掉，
            //让其他相同优先级线程或者自己的线程执行（也就是谁先抢到谁执行）  
            if (i ==5) {  
                this.yield();  
            }  
        }  

    }  
    public static void main(String[] args) {
        //两个线程采用默认优先级 即优先级相同
        ThreadYield yt1 = new ThreadYield("张三");  
        ThreadYield yt2 = new ThreadYield("李四");  
        yt1.start();  
        yt2.start();  

    }

}

运行结果：
张三—–1
张三—–2
李四—–1
李四—–2
李四—–3
李四—–4
李四—–5
张三—–3
张三—–4
张三—–5
张三—–6
张三—–7
张三—–8
张三—–9
李四—–6
李四—–7
李四—–8
李四—–9
李四—–10
张三—–10
第一次：李四（线程）当执行到5时让出CPU执行，这时张三（线程）抢到CPU时间并执行。
第二次：张三（线程）当执行到5时让出CPU执行，但李四（线程）并没有抢到cpu执行时间，张三（线程）继续占用CPU时间并执行。

sleep()和yield()的区别
sleep()和yield()的区别):sleep()使当前线程进入停滞状态，所以执行sleep()的线程在指定的时间内肯定不会被执行；yield()只是使当前线程重新回到可执行状态，所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。
sleep 方法使当前运行中的线程睡眼一段时间，进入不可运行状态，这段时间的长短是由程序设定的，yield 方法使当前线程让出 CPU 占有权，但让出的时间是不可设定的。实际上，yield()方法对应了如下操作：先检测当前是否有相同优先级的线程处于同可运行状态，如有，则把 CPU 的占有权交给此线程，否则，继续运行原来的线程。所以yield()方法称为“退让”，它把运行机会让给了同等优先级的其他线程
另外，sleep 方法允许较低优先级的线程获得运行机会，但 yield() 方法执行时，当前线程仍处在可运行状态，所以，不可能让出较低优先级的线程些时获得 CPU 占有权。在一个运行系统中，如果较高优先级的线程没有调用 sleep 方法，又没有受到 I\O 阻塞，那么，较低优先级线程只能等待所有较高优先级的线程运行结束，才有机会运行。

④setPriority(): 更改线程的优先级。
　　　　MIN_PRIORITY = 1
　　 NORM_PRIORITY = 5
MAX_PRIORITY = 10
用法：
Thread4 t1 = new Thread4(“t1”);
Thread4 t2 = new Thread4(“t2”);
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

高优先级的线程比低优先级的线程有更高的几率得到执行，但不是一定会比低优先级的先执行。

⑤interrupt():不要以为它是中断某个线程！它只是线线程发送一个中断信号（不一定会中断），让线程在无限等待时（如死锁时）能抛出异常，从而结束线程，但是如果你吃掉了这个异常，那么这个线程还是不会中断的！
⑥wait()
Obj.wait()，与Obj.notify()必须要与synchronized(Obj)一起使用，也就是wait,与notify是针对已经获取了Obj锁进行操作，从语法角度来说就是Obj.wait(),Obj.notify必须在synchronized(Obj){…}语句块内。从功能上来说wait就是说线程在获取对象锁后，主动释放对象锁，同时本线程休眠。直到有其它线程调用对象的notify()唤醒该线程，才能继续获取对象锁，并继续执行。相应的notify()就是对对象锁的唤醒操作。但有一点需要注意的是notify()调用后，并不是马上就释放对象锁的，而是在相应的synchronized(){}语句块执行结束，自动释放锁后，JVM会在wait()对象锁的线程中随机选取一线程，赋予其对象锁，唤醒线程，继续执行。这样就提供了在线程间同步、唤醒的操作。Thread.sleep()与Object.wait()二者都可以暂停当前线程，释放CPU控制权，主要的区别在于Object.wait()在释放CPU同时，释放了对象锁的控制。
单单在概念上理解清楚了还不够，需要在实际的例子中进行测试才能更好的理解。对Object.wait()，Object.notify()的应用最经典的例子，应该是三线程打印ABC的问题了吧，这是一道比较经典的面试题，题目要求如下：
建立三个线程，A线程打印10次A，B线程打印10次B,C线程打印10次C，要求线程同时运行，交替打印10次ABC。这个问题用Object的wait()，notify()就可以很方便的解决。代码如下：

public class ThreadPrinter implements Runnable {
    private String name;     
    private Object prev;     
    private Object self;     

    private ThreadPrinter(String name, Object prev, Object self) {     
        this.name = name;     
        this.prev = prev;     
        this.self = self;     
    }     

    @Override    
    public void run() {     
        int count = 10;     
        while (count > 0) {     
            synchronized (prev) {     
                synchronized (self) {     
                    System.out.print(name);     
                    count--;    
                    //线程执行结束后释放锁 
                    self.notify();     
                }     
                try {     
                    prev.wait();     
                } catch (InterruptedException e) {     
                    e.printStackTrace();     
                }     
            }     

        }     
    }     

    public static void main(String[] args) throws Exception {     
        Object a = new Object();     
        Object b = new Object();     
        Object c = new Object();     
        ThreadPrinter pa = new ThreadPrinter("A", c, a);     
        ThreadPrinter pb = new ThreadPrinter("B", a, b);     
        ThreadPrinter pc = new ThreadPrinter("C", b, c);     


        new Thread(pa).start();  
        Thread.sleep(100);  //确保按顺序A、B、C执行  
        new Thread(pb).start();  
        Thread.sleep(100);    
        new Thread(pc).start();     
        Thread.sleep(100);    
    }    

}

输出结果：
ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABC
先来解释一下其整体思路，从大的方向上来讲，该问题为三线程间的同步唤醒操作，主要的目的就是ThreadA->ThreadB->ThreadC->ThreadA循环执行三个线程。为了控制线程执行的顺序，那么就必须要确定唤醒、等待的顺序，所以每一个线程必须同时持有两个对象锁，才能继续执行。一个对象锁是prev，就是前一个线程所持有的对象锁。还有一个就是自身对象锁。主要的思想就是，为了控制执行的顺序，必须要先持有prev锁，也就前一个线程要释放自身对象锁，再去申请自身对象锁，两者兼备时打印，之后首先调用self.notify()释放自身对象锁，唤醒下一个等待线程，再调用prev.wait()释放prev对象锁，终止当前线程，等待循环结束后再次被唤醒。运行上述代码，可以发现三个线程循环打印ABC，共10次。程序运行的主要过程就是A线程最先运行，持有C,A对象锁，后释放A,C锁，唤醒B。线程B等待A锁，再申请B锁，后打印B，再释放B，A锁，唤醒C，线程C等待B锁，再申请C锁，后打印C，再释放C,B锁，唤醒A。看起来似乎没什么问题，但如果你仔细想一下，就会发现有问题，就是初始条件，三个线程按照A,B,C的顺序来启动，按照前面的思考，A唤醒B，B唤醒C，C再唤醒A。但是这种假设依赖于JVM中线程调度、执行的顺序。

wait和sleep区别

共同点：
1. 他们都是在多线程的环境下，都可以在程序的调用处阻塞指定的毫秒数，并返回。
2. wait()和sleep()都可以通过interrupt()方法 打断线程的暂停状态 ，从而使线程立刻抛出InterruptedException。
如果线程A希望立即结束线程B，则可以对线程B对应的Thread实例调用interrupt方法。如果此刻线程B正在wait/sleep /join，则线程B会立刻抛出InterruptedException，在catch() {} 中直接return即可安全地结束线程。
需要注意的是，InterruptedException是线程自己从内部抛出的，并不是interrupt()方法抛出的。对某一线程调用 interrupt()时，如果该线程正在执行普通的代码，那么该线程根本就不会抛出InterruptedException。但是，一旦该线程进入到 wait()/sleep()/join()后，就会立刻抛出InterruptedException 。
不同点：
1. Thread类的方法：sleep(),yield()等
Object的方法：wait()和notify()等
2. 每个对象都有一个锁来控制同步访问。Synchronized关键字可以和对象的锁交互，来实现线程的同步。
sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁，使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
3. wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在任何地方使用
所以sleep()和wait()方法的最大区别是：
　　　　sleep()睡眠时，保持对象锁，仍然占有该锁；
　　　　而wait()睡眠时，释放对象锁。
　　但是wait()和sleep()都可以通过interrupt()方法打断线程的暂停状态，从而使线程立刻抛出InterruptedException（但不建议使用该方法）。
sleep（）方法
sleep()使当前线程进入停滞状态（阻塞当前线程），让出CUP的使用、目的是不让当前线程独自霸占该进程所获的CPU资源，以留一定时间给其他线程执行的机会;
　　 sleep()是Thread类的Static(静态)的方法；因此他不能改变对象的机锁，所以当在一个Synchronized块中调用Sleep()方法是，线程虽然休眠了，但是对象的机锁并木有被释放，其他线程无法访问这个对象（即使睡着也持有对象锁）。
　　在sleep()休眠时间期满后，该线程不一定会立即执行，这是因为其它线程可能正在运行而且没有被调度为放弃执行，除非此线程具有更高的优先级。
wait（）方法
wait()方法是Object类里的方法；当一个线程执行到wait()方法时，它就进入到一个和该对象相关的等待池中，同时失去（释放）了对象的机锁（暂时失去机锁，wait(long timeout)超时时间到后还需要返还对象锁）；其他线程可以访问；
　　wait()使用notify或者notifyAlll或者指定睡眠时间来唤醒当前等待池中的线程。
　　wiat()必须放在synchronized block中，否则会在program runtime时扔出”java.lang.IllegalMonitorStateException“异常。