【JAVASE】线程状态
1.线程状态概述
线程由生到死的完整过程：
当线程被创建并启动以后，它既不是一启动就进入了执行状态，也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中，有几种状态呢？在API中java.lang.Thread.State这个枚举中给出了六种线程状态：
这里先列出各个线程状态发生的条件，下面将会对每种状态进行详细解析
| 线程状态 | 导致状态发生条件 |
|---|---|
| NEW(新建) | 线程刚被创建，但是并未启动。还没调用start方法。MyThread t = new MyThread只有线程对象，没有线程特征。 |
| Runnable(可运行) | 线程可以在java虚拟机中运行的状态，可能正在运行自己代码，也可能没有，这取决于操作系统处理器。调用了t.start()方法 ：就绪（经典教法） |
| Blocked(锁阻塞) | 当一个线程试图获取一个对象锁，而该对象锁被其他的线程持有，则该线程进入Blocked状态；当该线程持有锁时，该线程将变成Runnable状态。 |
| Waiting(无限等待) | 一个线程在等待另一个线程执行一个（唤醒）动作时，该线程进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的，必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。 |
| Timed Waiting(计时等待) | 同waiting状态，有几个方法有超时参数，调用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep 、Object.wait。 |
| Teminated(被终止) | 因为run方法正常退出而死亡，或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。 |
我们不需要去研究这几种状态的实现原理，我们只需知道在做线程操作中存在这样的状态。那我们怎么去理解这几个状态呢，新建与被终止还是很容易理解的，我们就研究一下线程从Runnable（可运行）状态与非运行状态之间的转换问题。
2.Timed Waiting （计时等待）
Timed Waiting在API中的描述为：一个正在限时等待另一个线程执行一个（唤醒）动作的线程处于这一状态。单独
的去理解这句话，真是玄之又玄，其实我们在之前的操作中已经接触过这个状态了，在哪里呢？我们在run方法中添加了sleep语句，这样就强制当前正在执行的线程休眠（暂停执行），以“减慢线程”。其实当我们调用了sleep方法之后，当前执行的线程就进入到“休眠状态”，其实就是所谓的Timed Waiting(计时等待)，那么我们通过一个案例加深对该状态的一个理解。
实现一个计数器，计数到100，在每个数字之间暂停1秒，每隔10个数字输出一个字符串
代码：
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if ((i) % 10 == 0) {
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐" + i);
}
System.out.print(i);
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.print(" 线程睡眠1秒！\n");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new MyThread().start();
}
}
通过案例可以发现， sleep方法的使用还是很简单的。我们需要记住下面几点：
- 进入 TIMED_WAITING 状态的一种常见情形是调用的 sleep 方法，单独的线程也可以调用，不一定非要有协
作关系。 - 为了让其他线程有机会执行，可以将Thread.sleep()的调用放线程run()之内。这样才能保证该线程执行过程
中会睡眠 - sleep与锁无关，线程睡眠到期自动苏醒，并返回到Runnable（可运行）状态。
小提示：sleep()中指定的时间是线程不会运行的最短时间。因此，sleep()方法不能保证该线程睡眠到期后就
开始立刻执行。
Timed Waiting 线程状态图：
3.BLOCKED （锁阻塞）
Blocked 状态在API中的介绍为：一个正在阻塞等待一个监视器锁（锁对象）的线程处于这一状态。我们已经学完同步机制，那么这个状态是非常好理解的了。比如，线程A与线程B代码中使用同一锁，如果线程A获取到锁，线程A进入到Runnable状态，那么线程B就进入到Blocked锁阻塞状态。这是由Runnable状态进入Blocked状态。除此Waiting以及Time Waiting状态也会在某种情况下进入阻塞状态。
Blocked 线程状态图：
4.Waiting （无限等待）
Wating状态在API中介绍为：一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的（唤醒）动作的线程处于这一状态。
那么我们之前遇到过这种状态吗？答案是并没有，但并不妨碍我们进行一个简单深入的了解。我们通过一段代码来
学习一下：
public class WaitingTest {
public static Object obj = new Object();
public static void main(String[] args) {
// 演示waiting
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true){
synchronized (obj){
try {
System.out.println( Thread.currentThread().getName() +"=== 获取到锁对象，调用wait方法，进入waiting状态，释放锁对象");
obj.wait(); //无限等待
//obj.wait(5000); //计时等待, 5秒 时间到，自动醒来
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "=== 从waiting状态醒来，获取到锁对象，继续执行了");
}
}
}
},"等待线程").start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// while (true){ //每隔3秒 唤醒一次
try {
System.out.println( Thread.currentThread().getName() +"‐‐‐‐‐ 等待3秒钟");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj){
System.out.println( Thread.currentThread().getName() +"‐‐‐‐‐ 获取到锁对象,调用notify方法，释放锁对象");
obj.notify();
}
}
// }
},"唤醒线程").start();
}
}
通过上述案例我们会发现，一个调用了某个对象的 Object.wait 方法的线程会等待另一个线程调用此对象的Object.notify()方法 或 Object.notifyAll()方法。
其实waiting状态并不是一个线程的操作，它体现的是多个线程间的通信，可以理解为多个线程之间的协作关系，
多个线程会争取锁，同时相互之间又存在协作关系。就好比在公司里你和你的同事们，你们可能存在晋升时的竞
争，但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。
当多个线程协作时，比如A，B线程，如果A线程在Runnable（可运行）状态中调用了wait()方法那么A线程就进入
了Waiting（无限等待）状态，同时失去了同步锁。假如这个时候B线程获取到了同步锁，在运行状态中调用了
notify()方法，那么就会将无限等待的A线程唤醒。注意是唤醒，如果获取到锁对象，那么A线程唤醒后就进入
Runnable（可运行）状态；如果没有获取锁对象，那么就进入到Blocked（锁阻塞状态）。
Waiting 线程状态图:
5.等待和唤醒
Object类的方法
public void wait() : 让当前线程进入到等待状态 此方法必须锁对象调用.
public class Demo1_wait {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 步骤1 : 子线程开启,进入无限等待状态, 没有被唤醒,无法继续运行.
new Thread(() -> {
try {
System.out.println("begin wait ....");
synchronized ("") {
"".wait();
}
System.out.println("over");
} catch (Exception e) {
}
}).start();
}
public void notify() : 唤醒当前锁对象上等待状态的线程 此方法必须锁对象调用.
public class Demo2_notify {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 步骤1 : 子线程开启,进入无限等待状态, 没有被唤醒,无法继续运行.
new Thread(() -> {
try {
System.out.println("begin wait ....");
synchronized ("") {
"".wait();
}
System.out.println("over");
} catch (Exception e) {
}
}).start();
//步骤2: 加入如下代码后, 3秒后,会执行notify方法, 唤醒wait中线程.
Thread.sleep(3000);
new Thread(() -> {
try {
synchronized ("") {
System.out.println("唤醒");
"".notify();
}
} catch (Exception e) {
}
}).start();
}
}
.等待唤醒案例（包子铺卖包子）
定义一个集合，包子铺线程完成生产包子，包子添加到集合中；吃货线程完成购买包子，包子从集合中移除。
1. 当包子没有时（包子状态为false），吃货线程等待.
2. 包子铺线程生产包子（即包子状态为true），并通知吃货线程（解除吃货的等待状态）
代码示例：
生成包子类：
public class BaoZiPu extends Thread{
private List<String> list ;
public BaoZiPu(String name,ArrayList<String> list){
super(name);
this.list = list;
}
@Override
public void run() {
int i = 0;
while(true){
//list作为锁对象
synchronized (list){
if(list.size()>0){
//存元素的线程进入到等待状态
try {
list.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果线程没进入到等待状态 说明集合中没有元素
//向集合中添加元素
list.add("包子"+i++);
System.out.println(list);
//集合中已经有元素了 唤醒获取元素的线程
list.notify();
}
}
}
}
}
消费包子类：
public class ChiHuo extends Thread {
private List<String> list ;
public ChiHuo(String name,ArrayList<String> list){
super(name);
this.list = list;
}
@Override
public void run() {
//为了能看到效果 写个死循环
while(true){
//由于使用的同一个集合 list作为锁对象
synchronized (list){
//如果集合中没有元素 获取元素的线程进入到等待状态
if(list.size()==0){
try {
list.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果集合中有元素 则获取元素的线程获取元素(删除)
list.remove(0);
//打印集合 集合中没有元素了
System.out.println(list);
//集合中已经没有元素 则唤醒添加元素的线程 向集合中添加元素
list.notify();
}
}
}
}
}
测试类：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
// 创建线程对象
BaoZiPu bzp = new BaoZiPu("包子铺",list);
ChiHuo ch = new ChiHuo("吃货",list);
// 开启线程
bzp.start();
ch.start();
}
}