Java 之 线程状态和调度
线程的状态
NEW
创建后尚未启动的线程处于这个状态。
意思是这个线程没有被start()启动，或者说还根本不是一个真正意义上的线程，从本质上讲这只是创建了一个Java外壳，还没有真正的线程来运行。
不代表调用了start()，状态就立即改变，中间还有一些步骤，如果在这个启动的过程中有另一个线程来获取它的状态，其实是不确定的，要看那些中间步骤是否已经完成了。
RUNNABLE
RUNNABLE状态包括了操作系统线程状态中的Running和Ready，也就是处于此状态的线程可能正在运行，也可能正在等待系统资源，如等待CPU为它分配时间片，如等待网络IO读取数据。
RUNNABLE状态也可以理解为存活着正在尝试征用CPU的线程（有可能这个瞬间并没有占用CPU，但是它可能正在发送指令等待系统调度）。由于在真正的系统中，并不是开启一个线程后，CPU就只为这一个线程服务，它必须使用许多调度算法来达到某种平衡，不过这个时候线程依然处于RUNNABLE状态。
BLOCKED
BLOCKED称为阻塞状态，或者说线程已经被挂起，它“睡着”了，原因通常是它在等待一个“锁”，当尝试进入一个synchronized语句块/方法时，锁已经被其它线程占有，就会被阻塞，直到另一个线程走完临界区或发生了相应锁对象的wait()操作后，它才有机会去争夺进入临界区的权利
在Java代码中，需要考虑synchronized的粒度问题，否则一个线程长时间占用锁，其它争抢锁的线程会一直阻塞，直到拥有锁的线程释放锁
处于BLOCKED状态的线程，即使对其调用 thread.interrupt()也无法改变其阻塞状态，因为interrupt()方法只是设置线程的中断状态，即做一个标记，不能唤醒处于阻塞状态的线程
注意：ReentrantLock.lock()操作后进入的是WAITING状态，其内部调用的是LockSupport.park()方法
WAITING
处于这种状态的线程不会被分配CPU执行时间，它们要等待显示的被其它线程唤醒。这种状态通常是指一个线程拥有对象锁后进入到相应的代码区域后，调用相应的“锁对象”的wait()方法操作后产生的一种结果。变相的实现还有LockSupport.park()、Thread.join()等，它们也是在等待另一个事件的发生，也就是描述了等待的意思。
以下方法会让线程陷入无限期等待状态：
（1）没有设置timeout参数的Object.wait()
（2）没有设置timeout参数的Thread.join()
（3）LockSupport.park()
注意：
LockSupport.park(Object blocker) 会挂起当前线程，参数blocker是用于设置当前线程的“volatile Object parkBlocker 成员变量”
parkBlocker 是用于记录线程是被谁阻塞的，可以通过LockSupport.getBlocker()获取到阻塞的对象，用于监控和分析线程用的。
“阻塞”与“等待”的区别：
（1）“阻塞”状态是等待着获取到一个排他锁，进入“阻塞”状态都是被动的，离开“阻塞”状态是因为其它线程释放了锁，不阻塞了；
（2）“等待”状态是在等待一段时间 或者 唤醒动作的发生，进入“等待”状态是主动的
如主动调用Object.wait()，如无法获取到ReentraantLock，主动调用LockSupport.park()，如主线程主动调用 subThread.join()，让主线程等待子线程执行完毕再执行
离开“等待”状态是因为其它线程发生了唤醒动作或者到达了等待时间
TIMED_WAITING
处于这种状态的线程也不会被分配CPU执行时间，不过无需等待被其它线程显示的唤醒，在一定时间之后它们会由系统自动的唤醒。
以下方法会让线程进入TIMED_WAITING限期等待状态：
（1）Thread.sleep()方法
（2）设置了timeout参数的Object.wait()方法
（3）设置了timeout参数的Thread.join()方法
（4）LockSupport.parkNanos()方法
（5）LockSupport.parkUntil()方法
TERMINATED
已终止线程的线程状态，线程已经结束执行。换句话说，run()方法走完了，线程就处于这种状态。其实这只是Java语言级别的一种状态，在操作系统内部可能已经注销了相应的线程，或者将它复用给其他需要使用线程的请求，而在Java语言级别只是通过Java代码看到的线程状态而已。
四. Thread类中的方法
通过查看java.lang.Thread类的源码可知：
Thread类实现了Runnable接口，在Thread类中，有一些比较关键的属性，比如name是表示Thread的名字，可以通过Thread类的构造器中的参数来指定线程名字，priority表示线程的优先级（最大值为10，最小值为1，默认值为5），daemon表示线程是否是守护线程，target表示要执行的任务。
下面是Thread类中常用的方法：
以下是关系到线程运行状态的几个方法：
1）start方法
start()用来启动一个线程，当调用start方法后，系统才会开启一个新的线程来执行用户定义的子任务，在这个过程中，会为相应的线程分配需要的资源。
2）run方法
run()方法是不需要用户来调用的，当通过start方法启动一个线程之后，当线程获得了CPU执行时间，便进入run方法体去执行具体的任务。注意，继承Thread类必须重写run方法，在run方法中定义具体要执行的任务。
3）sleep方法
sleep方法有两个重载版本：
//参数为毫秒
sleep(long millis)
//第一参数为毫秒，第二个参数为纳秒
sleep(long millis,int nanoseconds)
sleep相当于让线程睡眠，交出CPU，让CPU去执行其他的任务。
但是有一点要非常注意，sleep方法不会释放锁，也就是说如果当前线程持有对某个对象的锁，则即使调用sleep方法，其他线程也无法访问这个对象。看下面这个例子就清楚了：
public class Test {
private int i = 10;
private Object object = new Object();
public static void main(String[] args) throws IOException {
Test test = new Test();
MyThread thread1 = test.new MyThread();
MyThread thread2 = test.new MyThread();
thread1.start();
thread2.start();
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
i++;
System.out.println("i:"+i);
try {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"进入睡眠状态");
Thread.currentThread().sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"睡眠结束");
i++;
System.out.println("i:"+i);
}
}
}
}
输出结果：
从上面输出结果可以看出，当Thread-0进入睡眠状态之后，Thread-1并没有去执行具体的任务。只有当Thread-0执行完之后，此时Thread-0释放了对象锁，Thread-1才开始执行。
注意，如果调用了sleep方法，必须捕获InterruptedException异常或者将该异常向上层抛出。当线程睡眠时间满后，不一定会立即得到执行，因为此时可能CPU正在执行其他的任务。所以说调用sleep方法相当于让线程进入阻塞状态。
4）yield方法
调用yield方法会让当前线程交出CPU权限，让CPU去执行其他的线程。它跟sleep方法类似，同样不会释放锁。但是yield不能控制具体的交出CPU的时间，另外，yield方法只能让拥有相同优先级的线程有获取CPU执行时间的机会。
注意，调用yield方法并不会让线程进入阻塞状态，而是让线程重回就绪状态，它只需要等待重新获取CPU执行时间，这一点是和sleep方法不一样的。
5）join方法
join方法有三个重载版本：
join()
join(long millis) //参数为毫秒
join(long millis,int nanoseconds) //第一参数为毫秒，第二个参数为纳秒
假如在main线程中，调用thread.join方法，则main方法会等待thread线程执行完毕或者等待一定的时间。如果调用的是无参join方法，则等待thread执行完毕，如果调用的是指定了时间参数的join方法，则等待一定的时间。
看下面一个例子：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("进入线程"+Thread.currentThread().getName());
Test test = new Test();
MyThread thread1 = test.new MyThread();
thread1.start();
try {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"等待");
thread1.join();
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"继续执行");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("进入线程"+Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.currentThread().sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
}
}
}
输出结果：
可以看出，当调用thread1.join()方法后，main线程会进入等待，然后等待thread1执行完之后再继续执行。
实际上调用join方法是调用了Object的wait方法，这个可以通过查看源码得知：
wait方法会让线程进入阻塞状态，并且会释放线程占有的锁，并交出CPU执行权限。
由于wait方法会让线程释放对象锁，所以join方法同样会让线程释放对一个对象持有的锁。
6）interrupt方法
interrupt，顾名思义，即中断的意思。
单独调用interrupt方法可以使得处于阻塞状态的线程抛出一个异常，也就说，它可以用来中断一个正处于阻塞状态的线程；另外，通过interrupt方法和isInterrupted()方法来停止正在运行的线程。
下面看一个例子：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Test test = new Test();
MyThread thread = test.new MyThread();
thread.start();
try {
Thread.currentThread().sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
thread.interrupt();
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("进入睡眠状态");
Thread.currentThread().sleep(10000);
System.out.println("睡眠完毕");
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("得到中断异常");
}
System.out.println("run方法执行完毕");
}
}
}
输出结果：
从这里可以看出，通过interrupt方法可以中断处于阻塞状态的线程。那么能不能中断处于非阻塞状态的线程呢？看下面这个例子：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Test test = new Test();
MyThread thread = test.new MyThread();
thread.start();
try {
Thread.currentThread().sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
thread.interrupt();
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
int i = 0;
while(i运行该程序会发现，while循环会一直运行直到变量i的值超出Integer.MAX_VALUE。所以说直接调用interrupt方法不能中断正在运行中的线程。
但是如果配合isInterrupted()能够中断正在运行的线程，因为调用interrupt方法相当于将中断标志位置为true，那么可以通过调用isInterrupted()判断中断标志是否被置位来中断线程的执行。比如下面这段代码：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Test test = new Test();
MyThread thread = test.new MyThread();
thread.start();
try {
Thread.currentThread().sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
thread.interrupt();
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
int i = 0;
while(!isInterrupted() && i运行会发现，打印若干个值之后，while循环就停止打印了。
但是一般情况下不建议通过这种方式来中断线程，一般会在MyThread类中增加一个属性 isStop来标志是否结束while循环，然后再在while循环中判断isStop的值。
class MyThread extends Thread{
private volatile boolean isStop = false;
@Override
public void run() {
int i = 0;
while(!isStop){
i++;
}
}
public void setStop(boolean stop){
this.isStop = stop;
}
}
那么就可以在外面通过调用setStop方法来终止while循环。
7）stop方法
stop方法已经是一个废弃的方法，它是一个不安全的方法。因为调用stop方法会直接终止run方法的调用，并且会抛出一个ThreadDeath错误，如果线程持有某个对象锁的话，会完全释放锁，导致对象状态不一致。所以stop方法基本是不会被用到的。
8）destroy方法
destroy方法也是废弃的方法。基本不会被使用到。
9）其他方法
以下是关系到线程属性的几个方法：
1）getId：用来得到线程ID
2）getName和setName：用来得到或者设置线程名称。
3）getPriority和setPriority：用来获取和设置线程优先级。
4）setDaemon和isDaemon：用来设置线程是否成为守护线程和判断线程是否是守护线程。守护线程和用户线程的区别在于：守护线程依赖于创建它的线程，而用户线程则不依赖。举个简单的例子：如果在main线程中创建了一个守护线程，当main方法运行完毕之后，守护线程也会随着消亡。而用户线程则不会，用户线程会一直运行直到其运行完毕。在JVM中，像垃圾收集器线程就是守护线程。
5）currentThread：Thread类有一个比较常用的静态方法currentThread()用来获取当前线程。
在上面已经说到了Thread类中的大部分方法，那么Thread类中的方法调用到底会引起线程状态发生怎样的变化呢？下面一幅图就是在上面的图上进行改进而来的：