線程狀態

操作系統層面，線程分為五種狀態

• 創建狀態：線程正在被創建，包括申請資源、分配空間等操作。
• 就緒狀態：已獲得除 CPU 外的一切所需資源。
• 運行狀態：獲得 CPU 正在運行。
• 阻塞狀態：因等待某一事件而暫停運行，如等待 I/O 操作完成。
• 終止狀態：執行完畢，正在進行資源釋放等操作。

Java API 層面，線程分為六種狀態

• NEW：語言層面創建了線程對象，未與操作系統線程關聯。

  Thread state for a thread which has not yet started.

• RUNNABLE：start()方法被調用，涵蓋操作系統層面的就緒、運行、阻塞狀態。

  Thread state for a runnable thread.
  A thread in the runnable state is executing in the Java virtual machine but it may be waiting for other resources from the operating system such as processor.

• BLOCKED：等待Monitor鎖。

  Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
  A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock to enter a synchronized block/method or reenter a synchronized block/method after calling.

• WAITING：等待其他線程執行特定操作使得當前線程滿足繼續執行的條件，此處條件通常是人為設定的。

  Thread state for a waiting thread.
  A thread is in the waiting state due to calling one of the following methods: Object.wait, Thread.join, LockSupport.park.
  A thread in the waiting state is waiting for another thread to perform a particular action.

• TIMED_WAITING：待時限的WAITING狀態。

  Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
  A thread is in the timed waiting state due to calling one of the following methods with a specified positive waiting time: Object.wait, Thread.join, LockSupport.parkNanos, LockSupport.parkUntil.

• TERMINATED：執行完畢。

  Thread state for a terminated thread.
  The thread has completed execution.

無特別説明，以下所涉及的線程狀態均指 Java API 層面的狀態。

NEW ==> RUNNABLE

當調用 t.start() 方法時，線程 t 的狀態由 NEW 轉為 RUNNABLE。

RUNNABLE <==> WAITING

wait & notify

線程 t 執行 synchronized(obj) 後，調用 obj.wait() 方法

• 線程 t 由 RUNNABLE 轉為 WAITING

• 其他線程調用 obj.notify()、obj.notifyAll()、t.interrupt()

  • 線程 t 若競爭鎖成功，則由 WAITING 轉為 RUNNABLE。
  • 線程 t 若競爭鎖失敗，則由 WAITING 轉為 BLOCKED。

join

當前線程調用 t.join() 方法

• 當前線程從 RUNNABLE 轉為 WAITING。
• 線程 t 執行完畢或當前線程的 interrupt() 方法被調用，當前線程從 WAITING 轉為 RUNNABLE。

park & unpark

線程 t 調用 LockSupport.park() 方法

• 線程 t 從 RUNNABLE 轉為 WAITING。
• 調用 LockSupport.unpark(t) ，或調用 t.interrupt() 方法，線程 t 從 WAITING 轉為 RUNNABLE。

RUNNABLE <==> TIMED_WAITING

和 RUNNABLE 與 WAITING之間的轉換類似，TIMED_WAITING 是帶時限的 WAITING。

線程 t 執行 synchronized(obj) 後，調用 obj.wait(long) 方法

• 線程 t 由 RUNNABLE 轉為 WAITING

• 線程 t 等待超時，或其他線程調用 obj.notify()、obj.notifyAll()、t.interrupt()

  • 線程 t 若競爭鎖成功，則由 WAITING 轉為 RUNNABLE。
  • 線程 t 若競爭鎖失敗，則由 WAITING 轉為 BLOCKED。

join

當前線程調用 t.join(long) 方法

• 當前線程從 RUNNABLE 轉為 WAITING。
• 線程 t 執行完畢，或當前線程等待超時，或當前線程的 interrupt() 方法被調用，當前線程從 WAITING 轉為 RUNNABLE。

park & unpark

線程 t 調用 LockSupport.parkNanos(long) 或 LockSupport.parkUntil(long) 方法

• 線程 t 從 RUNNABLE 轉為 WAITING。
• 調用 LockSupport.unpark(t) ，或線程 t 等待超時，或調用 t.interrupt() 方法，線程 t 從 WAITING 轉為 RUNNABLE。

sleep

線程 t 調用 Thread.sleep(long)

• 線程 t 從 WAITING 轉為 RUNNABLE。
• 線程 t 等待超時，或調用 t.interrupt() 方法，線程 t 從 WAITING 轉為 RUNNABLE。

RUNNABLE <==> BLOCKED

• 線程 t 競爭鎖失敗，從 RUNNABLE 轉為 BLOCKED。
• 線程 t 競爭鎖成功，從 BLOCKED 轉為 RUNNABLE。

RUNNABLE ==> TERMINATED

線程 t 執行完畢，從 RUNNABLE 轉為 TERMINATED。

狀態辨析

BLOCKED 和 WAITING/TIMED_WAITING

• 存放：BLOCKED 狀態的線程存放在 Monitor 對象的 EntryList 中，WAITING 狀態的線程存放在 Monitor 對象的 WaitSet 中。
• 等待：BLOCKED 狀態的線程在等待鎖，WAITING 狀態的線程在等待人為設置的條件成立，或者説在等待其他線程將其喚醒。
• 調度：BLOCKED 可被 CPU 調用，WAITING 狀態的線程只有被其他線程喚醒後才能被 CPU 調度。

操作系統的 BLOCKED 和 Java API 的 BLOCKED

• 操作系統的 BLOCKED，指線程正在等待某種資源（如打印機）或者等待某個操作完成（如 I/O）。
• Java API 的 BLOCKED，指線程正在等待鎖。

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