Java并发编程(一)-Java线程状态及其转换(理论+实战)

最近在悟空问答上面经常见到有人咨询关于Java并发编程的问题，因此准备写一些文章进行这方面的介绍，以帮助有疑惑的人，或者是即使没有疑惑但确实是没有时间整理的人。本文是第一部分，主要介绍Java线程六种状态及其转换，并附加编码实例。好多文章介绍Java线程是5种状态，分别为为初始状态（new），就绪状态（Runnable），运行状态（Running）、阻塞状态（Blocked），终止状态（Dead）。

实际上本人更倾向于六种状态，理由主要是基于Thread的源码并通过编程进行了验证。在Thread源码的状态枚举类型中，实际上定义了六种状态，分别是初始状态（NEW）、运行状态（RUNNABLE）、阻塞状态（BLOCKED）、等待（WAITING）、超时等待（TIMED_WAITING）、终止（TERMINATED）六种状态。下面分别将分别介绍这六种状态：

1. 初始状态(NEW)：实例化线程对象未调用start方法之前，线程处于初始状态。
2. 运行状态(RUNNABLE)：实际运行状态包括就绪（ready，即被主线程或其他线程调用start方法启动）和运行中（running，获取CPU执行时间，线程得以执行）两种状态。
3. 阻塞(BLOCKED)：获取锁或其他资源之前线程被阻塞，处于阻塞状态。
4. 等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程通知或被中断。
5. 超时等待(TIMED_WAITING)：该状态与WAITING状态不同的是，它可以在指定的时间后自行返回。
6. 终止(TERMINATED)：表示该线程执行结束。

如果想查看线程状态源码，可参见Thread类：

下面看一下这六种状态是如何转换的：

我们知道Java线程主要通过两种方式来实现，一种是实现Runnable接口，一种是继承Thread类。线程被创建并被启动后，就开始了它的生命周期。Java线程的生命周期有长又有短，并且在其生命周期内进行各种状态的转化。线程在被实例化时进入NEW状态，调用start方法后会进入Runnable状态。Runnable可以说一种核心状态，Runnable与Waiting、Timed_Waiting、Blocked等状态进行转化，直至执行完成进入TERMINATED状态。

Runnable和Waiting状态之间的转化，主要在线程内调用Object.wait()、Thread.join()、LockSupport.park()方法时进入Waiting状态。当其他线程调用Object.notify()随机通知单线程，Objec.notifyAll()通知所有线程，LockSupport.unpark(Thread)方法时被唤醒，若其他线程不释放资源，线程将一直处于Waiting状态。

Runnable和Timed_Waiting状态之间的转化，主要是线程内调用Thread.sleep(long)、Objec.wait(long)等方法时进入Timed_Waiting状态。当其他与其竞争资源的线程调用Object.notify()、Objec.notifyAll()等方法时线程会被唤醒。当超过超时时间时线程也会自动唤醒，这也是Timed_Waiting状态与Waiting状态的最大区别。

当线程尝试获取锁而未获取到时，线程从Runnable状态进入Blocked状态。而当线程获取到锁后从Blocked状态进入Runnable状态。

下面将结合代码示例和jconsole来查看进程的不同状态。本文主要是通过生产者和消费者示例程序来验证Java 线程的各种状态。在示例中启动了一个消费者和两个生产者，先启动消费者后等待，再启动生产者休眠一段时间后，开始进行生产。当生产到一定数量后，通知消费者开始消费，最后一边生产一边消费。

主程序：

生产者run方法：

消费者run方法：

执行主程序，查看程序的状态。

初始启动后，各程序处于NEW状态：

查看consumer状态，因为程序执行了object.wait()，程序处于WAITING状态：

consumer消费一个产品后，会调用Thread.sleep()类，程序就进入TIMED_WAITING状态：

生产者和消费者在生产或消费时都会操作list，竞争锁synchronized（list），此时会进入BLOCKED状态：

程序在执行过程中处于RUNNABLE状态：

当然还有一种状态是TERMINATED，这个比较好理解，程序执行完成处于终止状态，不再详细描述。

附录：

主要是讲述一下如何进入console查看线程状态。

配置好Java环境变量后，执行jconsole命令：

进入jconsole界面，选择你执行的程序：

点击进入，查看你的线程:

喜欢动手的阅读者，可能会发现一个bug，不知道你发现了没有？

本人具有多年的java开发经验，熟悉多种框架，熟悉网络编程，熟悉java安全编程，熟悉大数据，熟悉多种安全协议，熟悉并发编程，有兴趣的同学可以互相关注，互相学习！！！