线程的生命周期和状态学习-优快云博客

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- - 线程的生命周期和状态学习

线程的生命周期和状态学习

引言

在多线程编程中，理解线程的生命周期和状态是至关重要的。线程是操作系统进行调度的基本单位，掌握其生命周期和状态有助于编写高效、稳定的多线程程序。本文将详细介绍线程的生命周期及其各个状态，帮助读者深入理解线程的运行机制。

线程的生命周期

线程的生命周期指的是线程从创建到销毁的整个过程。在这个过程中，线程会经历多个状态，每个状态代表了线程在不同阶段的行为和特征。线程的生命周期主要包括以下几个阶段：

新建（New）
就绪（Runnable）
运行（Running）
阻塞（Blocked）
等待（Waiting）
超时等待（Timed Waiting）
终止（Terminated）

线程的状态

线程的状态是线程在其生命周期中所处的具体阶段。Java中的Thread类定义了线程的几种状态，可以通过Thread.getState()方法获取当前线程的状态。以下是线程的各个状态及其描述：

新建（New）
- 描述：线程对象被创建，但尚未启动。此时线程还没有开始执行。
- 触发条件：通过new Thread()创建线程对象。
- 示例：
```
Thread thread = new Thread();
System.out.println(thread.getState()); // 输出: NEW
```
就绪（Runnable）
- 描述：线程已经启动，等待CPU调度执行。此时线程已经具备了运行的条件，但还没有真正开始执行。
- 触发条件：调用start()方法后，线程进入就绪状态。
- 示例：
```
thread.start();
System.out.println(thread.getState()); // 输出: RUNNABLE
```
运行（Running）
- 描述：线程获得了CPU时间片，正在执行run()方法中的代码。
- 触发条件：线程调度器从就绪状态的线程中选择一个线程执行。
- 注意：在Java的Thread.State枚举中，并没有单独的RUNNING状态，运行中的线程仍然处于RUNNABLE状态。
阻塞（Blocked）
- 描述：线程因为某些原因暂时停止执行，进入阻塞状态。常见的阻塞原因包括等待获取锁、等待I/O操作完成等。
- 触发条件：线程尝试获取一个已经被其他线程持有的锁时，会进入阻塞状态。
- 示例：
```
synchronized (lock) {
    // 线程尝试获取锁，如果锁被其他线程持有，则进入阻塞状态
}
System.out.println(thread.getState()); // 可能输出: BLOCKED
```
等待（Waiting）
- 描述：线程进入等待状态，直到其他线程显式地唤醒它。常见的等待方法包括Object.wait()、Thread.join()等。
- 触发条件：调用wait()、join()等方法。
- 示例：
```
synchronized (lock) {
    lock.wait(); // 线程进入等待状态
}
System.out.println(thread.getState()); // 输出: WAITING
```
超时等待（Timed Waiting）
- 描述：线程进入等待状态，但会在指定的时间后自动唤醒。常见的超时等待方法包括Thread.sleep()、Object.wait(long timeout)等。
- 触发条件：调用带有超时参数的等待方法。
- 示例：
```
Thread.sleep(1000); // 线程进入超时等待状态
System.out.println(thread.getState()); // 输出: TIMED_WAITING
```
终止（Terminated）
- 描述：线程执行完毕或因为异常而终止。此时线程的生命周期结束，不能再被启动。
- 触发条件：run()方法执行完毕或线程被强制终止。
- 示例：
```
thread.join(); // 等待线程执行完毕
System.out.println(thread.getState()); // 输出: TERMINATED
```

线程状态转换图

线程的状态并不是孤立的，它们之间可以相互转换。下图展示了线程状态的典型转换过程：

NEW -> RUNNABLE <-> RUNNING
RUNNABLE -> BLOCKED
RUNNABLE -> WAITING
RUNNABLE -> TIMED_WAITING
RUNNABLE -> TERMINATED
WAITING -> RUNNABLE
TIMED_WAITING -> RUNNABLE
BLOCKED -> RUNNABLE