并发与多线程(三)--验证线程的生命的生命周期/状态

线程的生命周期或者说状态其实不复杂，但是很多人的理解可能有错误，一个典型的误区，线程运行时的状态是Runnable，而不是Running，因为线程没有Running状态。

线程的状态

1、New：已创建，没启动。还没有执行start()

2、Runnable：调用start()之后就处于Runnable，无论是否已经运行，都是Runnable状态，对应操作系统的Ready和Running状态。

3、Blocked：进入Synchronized修饰的方法或者代码块，但是无法获取锁，就处于Blocked。

4、Waiting：线程进入等待的阻塞状态，例如调用Object.wait()。

5、Timed-Waiting：线程进入计时等待的阻塞状态，例如调用Thread.sleep(time)。

6、Terminated：线程执行代码结束，或者出现未捕捉的异常。

PS：线程没有Running状态的证明，请参考官方文档：官方文档

线程的状态转换

从上图，可以明确看到状态如何进行转换，状态之间的变化是否可逆。。。

其实，从Waiting到Blocked状态可以可以的，当Waiting状态被唤醒之后，如果暂时没有获取到monitor锁，这时候就会进入Blocked状态，当获取锁之后，重新变成Runnable。Waiting和Timed-Waiting状态下在出现未捕获异常时，就会直接进入Terminated。

PS：Waiting和Timed-Waiting状态下通过interrupt()响应中断，会进入Runnable状态。

验证线程状态

为了上面所讲线程状态的可信度，我们通过代码进行验证

1、New、Runnable、Terminated

public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
    Thread thread = new Thread(() -> {
        for (int i = 0; i <= 4; i++) {
            log.info("{}", i);
            if (i == 2) {
                log.info("子线程运行过程中状态：{}", Thread.currentThread().getState());
            }
        }
    });

    log.info("子线程没有执行start时，状态：{}", thread.getState());
    thread.start();
    log.info("子线程执行start后，状态：{}", thread.getState());
    Thread.sleep(10);
    log.info("子线程执行结束，状态：{}", thread.getState());
}

结果：
17:12:11.244 [main] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 子线程没有执行start时，状态：NEW
17:12:11.251 [main] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 子线程执行start后，状态：RUNNABLE
17:12:11.251 [Thread-0] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 0
17:12:11.251 [Thread-0] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 1
17:12:11.251 [Thread-0] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 2
17:12:11.252 [Thread-0] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 子线程运行过程中状态：RUNNABLE
17:12:11.252 [Thread-0] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 3
17:12:11.252 [Thread-0] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 4
17:12:11.262 [main] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 子线程执行结束，状态：TERMINATED

成功验证了在子线程执行过程中的状态是Runnable，而不是Running。

2、Blocked、Waiting、Time-Waiting

@Slf4j
public class ThreadClass implements Runnable{

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{

        ThreadClass threadClass = new ThreadClass();
        Thread thread = new Thread(threadClass);
        thread.start();
        Thread thread1 = new Thread(threadClass);
        thread1.start();

        //sleep 5ms为了让子线程执行到synchronize()的Thread.sleep(1000)
        try {
            Thread.sleep(5);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        log.info("第一个线程的状态：{}", thread.getState());
        //此时第一个线程获取monitor锁，然后休眠1000ms，所以第二个线程无法获得锁
        log.info("第二个线程的状态：{}", thread1.getState());

        //休眠1100ms为了让代码执行到wait();
        Thread.sleep(1100);
        log.info("第一个线程的状态：{}", thread.getState());
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronize();
    }

    private synchronized void synchronize() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
            wait();
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

结果：
17:46:19.601 [main] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 第一个线程的状态：TIMED_WAITING
17:46:19.608 [main] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 第二个线程的状态：BLOCKED
17:46:20.708 [main] INFO com.diamondshine.Thread.ThreadClass - 第一个线程的状态：WAITING

验证结果符合预期，当调用sleep()，线程处于Timed_Waiting，因为Synchronized进入阻塞，处于Blocked，调用wait()，处于waiting状态。