聊聊Java线程状态和常见误区

一、Java Thread文档

关于Java的线程状态，Java Thread文档讲的非常的清楚了，如果英文水平有4级的话，建议直接阅读文档。

二、Java线程状态

java的线程一共有6个状态：New，Runnable，Waiting，Timed_Waiting，Blocked，Terminate。
这里Java使用Thread类的内部枚举类进行表示，简要信息如下：

public enum State { 
        NEW,

        RUNNABLE,

        BLOCKED,

        WAITING,

        TIMED_WAITING,

        TERMINATED;
}

需要注意的是，Java的线程状态线程在JVM上的状态，和操作系统的线程状态无关。也就是说，当一个Java线程处于Blocked状态时，并不代表它在操作系统层面的状态是Blocked，只能说明它在JVM层面的状态是Blocked。这一点在文档上有说明：

These states are virtual machine states which do not reflect any operating system thread states.
这些状态仅仅表示VM（虚拟机）的状态，并不代表操作系统的线程状态。

三、Java线程状态详解

1. New：当一个线程刚刚被创建（new），但是还未被启动（调用start()方法），这个线程就处于New状态；
2. Runnable：一个线程处于可以被调用的状态时，就是Runnable状态；
3. Blocked：一个线程要进入synchronized同步代码块，但相关锁被其它线程占有时，线程就会进入Blocked。当线程被notify()方法或者notifyAll()方法唤醒时，线程也会进入Blocked状态；
4. Waiting：线程调用Object#wait()，Thread.join()，LockSupport.park()方法时，就会进入Waiting状态；
5. Time_Waiting：线程调用Thread.sleep()，Object#wiat(long timeout)，Thread.join(long timeout)，LockSupport.parkNanos()，LockSupport.parkUntil()时，就会进入Time_Waiting状态；
6. Terminate：代表线程已经终止。

四、Java线程状态转换

上一张我在网上找的图：

说说几个值得注意的点：

1. 调用notify()和notifyAll()方法并不会将线程状态从Waiting和Timed_Waiting转换为Runnable，而是将线程状态转换为Blocked。
2. 图中并没有画出LockSupport.unpark()会将线程的线程线程状态转换，我在网上也没有找到相关的资料，个人认为LockSupport.unpark()会将线程状态从Waiting或者Timed_Waiting转换为Runnable。
3. 那如果我调用了Lock#lock()，线程获取锁失败，线程会进入Blocked还是Waiting状态？线程调用Lock#lock，其实本质是调用了LockSupport.park()，我们可以写一个简单的程序验证一下：

public class ThreadState {
    private static final ReentrantLock LOCK = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread(new MyThread(), "Thread-" + i).start();
        }
        loop();
    }

    private static class MyThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            LOCK.lock();
            loop();
        }
    }

    private static void loop() {
        for (; ; ) {
            // do nothing
        }
    }
}

运行程序后，使用VisualVM将线程状态Dump下来，部分如下：

"Thread-0" #13 prio=5 os_prio=0 cpu=19062.50ms elapsed=19.85s tid=0x0000015e40a21000 nid=0x2730c runnable  [0x0000000d701fe000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
	at thread.ThreadState.loop(ThreadState.java:29)
	at thread.ThreadState$Thread.run(ThreadState.java:24)
	at java.lang.Thread.run(java.base@11.0.2/Thread.java:834)

   Locked ownable synchronizers:
	- <0x0000000089b4f998> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)

"Thread-1" #14 prio=5 os_prio=0 cpu=0.00ms elapsed=19.85s tid=0x0000015e40a22000 nid=0x269c4 waiting on condition  [0x0000000d702ff000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
	at jdk.internal.misc.Unsafe.park(java.base@11.0.2/Native Method)
	- parking to wait for  <0x0000000089b4f998> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
	at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(java.base@11.0.2/LockSupport.java:194)
	at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(java.base@11.0.2/AbstractQueuedSynchronizer.java:885)
	at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireQueued(java.base@11.0.2/AbstractQueuedSynchronizer.java:917)
	at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire(java.base@11.0.2/AbstractQueuedSynchronizer.java:1240)
	at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lock(java.base@11.0.2/ReentrantLock.java:267)
	at thread.ThreadState$Thread.run(ThreadState.java:23)
	at java.lang.Thread.run(java.base@11.0.2/Thread.java:834)

   Locked ownable synchronizers:
	- None

"Thread-2" #15 prio=5 os_prio=0 cpu=0.00ms elapsed=19.85s tid=0x0000015e40a2b000 nid=0x24170 waiting on condition  [0x0000000d703ff000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
	at jdk.internal.misc.Unsafe.park(java.base@11.0.2/Native Method)
	- parking to wait for  <0x0000000089b4f998> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
	at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(java.base@11.0.2/LockSupport.java:194)
	at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(java.base@11.0.2/AbstractQueuedSynchronizer.java:885)
	at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireQueued(java.base@11.0.2/AbstractQueuedSynchronizer.java:917)
	at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire(java.base@11.0.2/AbstractQueuedSynchronizer.java:1240)
	at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lock(java.base@11.0.2/ReentrantLock.java:267)
	at thread.ThreadState$Thread.run(ThreadState.java:23)
	at java.lang.Thread.run(java.base@11.0.2/Thread.java:834)

   Locked ownable synchronizers:
	- None

可以看出，Thread-1和Thread-2由于调用了LockSupport.park()都处于Waiting状态。