在Java編程中，線程是一種重要的并發實體。為了更好地理解和管理多線程應用程序，我們需要清楚線程的不同狀態及其流轉機制。本文將詳細介紹Java中線程的幾種主要狀態以及它們之間的轉換關系。

一、線程狀態概述

Java線程的生命周期有多個狀態，主要包括以下幾種：

1. 新建狀態（New）
2. 就緒狀態（Runnable）
3. 運行狀態（Running）
4. 阻塞狀態（Blocked）
5. 等待狀態（Waiting）
6. 超時等待狀態（Timed Waiting）
7. 終止狀態（Terminated）

每一種狀態代表著線程在其生命周期中的不同階段，下面我們將逐一解析每個狀態以及狀態之間的流轉。

二、各線程狀態詳解

1. 新建狀態（New）

當創建一個線程對象時，該線程處于新建狀態，此時線程尚未開始執行。只有當你調用 start() 方法時，新建狀態的線程才能進入就緒狀態。

示例代碼：

Thread thread = new Thread(() -> {System.out.println("線程正在執行...");
});

2. 就緒狀態（Runnable）

新建狀態的線程在調用 start() 方法后進入就緒狀態。此時線程處于等待系統調度的狀態，準備好隨時啟動執行。

示例代碼：

thread.start(); // 線程進入就緒狀態

注意：就緒狀態的線程不一定在運行，它只是等待線程調度器分配CPU時間。

3. 運行狀態（Running）

當線程被分配到CPU時，線程進入運行狀態。此時，線程正在執行它的任務。

• 線程從就緒狀態轉換為運行狀態是由線程調度器決定的。
• 運行狀態的線程可能會因為時間片用盡、調用 wait()、sleep() 方法或由于其他線程搶占等原因而轉移到其他狀態。

4. 阻塞狀態（Blocked）

阻塞狀態的線程是因為嘗試獲取鎖（synchronized）而被阻塞。當兩個或多個線程需要相同的資源（例如一個對象的鎖）時，只有獲得鎖的線程才能執行，而其他線程會被阻塞。

示例代碼：

synchronized (someObject) {// 執行的代碼
}

如果另一個線程已經持有 someObject 的鎖，則當前線程會進入阻塞狀態，直到能夠獲取鎖為止。

5. 等待狀態（Waiting）

線程進入等待狀態通常是由于調用了以下方法之一：

• Object.wait()
• Thread.join()
• LockSupport.park()

在等待狀態下的線程不會被線程調度器選中執行，直到其他線程調用 notify()、notifyAll() 或者 join() 的線程結束。

示例代碼：

synchronized (someObject) {someObject.wait(); // 進入等待狀態
}

6. 超時等待狀態（Timed Waiting）

超時等待狀態是一種特殊的等待狀態，線程等待某個條件但設定了超時時間。線程會在等待時間結束后自動恢復到就緒狀態。

例如，線程調用 Thread.sleep(millis) 或 Object.wait(millis)。

示例代碼：

Thread.sleep(1000); // 線程等待1秒

7. 終止狀態（Terminated）

當線程的 run() 方法執行完畢，或者因為未處理異常而終止時，線程進入終止狀態。此狀態的線程無法再重新啟動。

示例代碼：

public void run() {// 執行的代碼
} // 線程執行到此，進入終止狀態

線程一旦進入終止狀態，它的生命周期就結束了。

三、線程狀態流轉

下面是一個詳細的表格，內容包括線程狀態、狀態轉換、觸發條件以及實例代碼說明。這個表格將幫助你更清晰地理解Java中線程的狀態及其轉換過程。

線程狀態	狀態描述	狀態轉換	觸發條件	示例代碼
新建（New）	線程對象被創建，但尚未啟動。	調用 start() 方法	調用 Thread t = new Thread()	Thread t = new Thread();
就緒（Runnable）	線程已啟動，準備執行，但 CPU 未分配給它。	由線程調度器分配 CPU 或調用 yield()	調用 start() 后，等待 CPU 調度	t.start();
運行（Running）	線程正在執行任務。	調度器分配 CPU 資源，或因時間片用盡被搶占	CPU 調度	// 代碼在 run() 方法中執行
阻塞（Blocked）	線程等待獲取其他線程持有的鎖。	獲取鎖成功，或其他條件通知	當前線程調用了 synchronized，但未獲取鎖	synchronized(lock) { ... }
等待（Waiting）	線程等待其他線程通知。	由其他線程調用 notify() 或 notifyAll()	調用 wait()、join()	lock.wait();
超時等待（Timed Waiting）	線程等待某個條件，但設定了超時時間。	超時結束，或被調用 notify()	調用 Thread.sleep(millis) 或 wait(millis)	Thread.sleep(1000);
終止（Terminated）	線程生命周期結束。	無法再轉換，無論是正常結束還是異常	run() 方法執行完畢或拋出未處理的異常	public void run() { ... }

狀態轉換詳細說明

1. 新建（New）→ 就緒（Runnable）：

   • 條件：調用 start() 方法，使線程準備執行。
   • 示例代碼：

     Thread thread = new Thread(() -> { /* 執行的任務 */ });thread.start();  // 線程從新建狀態轉到就緒狀態
     

2. 就緒（Runnable）→ 運行（Running）：

   • 條件：線程調度器將 CPU 時間片分配給線程，使其進入運行狀態。
   • 示例：后臺執行的任務，調度器根據優先級選擇線程。

3. 運行（Running）→ 阻塞（Blocked）：

   • 條件：線程嘗試訪問 synchronized 塊或方法時，發現已被其他線程占用。
   • 示例代碼：

     synchronized(lock) {    // 訪問被鎖住的資源}
     

4. 運行（Running）→ 等待（Waiting）：

   • 條件：調用 wait()、join() 或 LockSupport.park()，進入等待狀態。
   • 示例代碼：

     synchronized (lock) {    lock.wait(); // 進入等待狀態，直到有其他線程調用notify}
     

5. 運行（Running）→ 超時等待（Timed Waiting）：

   • 條件：調用帶有時間參數的方法，如 Thread.sleep(millis) 或 wait(millis)。
   • 示例代碼：

     Thread.sleep(1000); // 線程暫停1秒進入超時等待狀態
     

6. 阻塞（Blocked）→ 就緒（Runnable）：

   • 條件：成功獲取鎖，線程重新進入就緒狀態，等待 CPU 調度。
   • 示例：當鎖被釋放后，阻塞的線程嘗試獲取鎖，成功時轉為就緒狀態。

7. 等待（Waiting）→ 就緒（Runnable）：

   • 條件：其他線程調用了 notify() 或 notifyAll()，喚醒等待線程。
   • 示例代碼：

     // 在另一個線程synchronized (lock) {    lock.notify(); // 喚醒一個等待的線程}
     

8. 超時等待（Timed Waiting）→ 就緒（Runnable）：

   • 條件：等待超時到達，線程自動恢復就緒狀態。
   • 示例：如上所示的 Thread.sleep 達到指定時間。

9. 運行（Running）→ 終止（Terminated）：

   • 條件：線程執行完畢，或者拋出未捕獲的異常，線程自然結束。
   • 示例代碼：

     public void run() {    // 一些代碼}  // 代碼完成或拋出異常則終止
     

四、總結

了解Java線程的各個狀態及其流轉機制是掌握并發編程的基礎。通過清晰的狀態流轉關系，可以幫助我們更有效地管理和調試多線程應用程序。希望本文能幫助到你在多線程編程中的學習與應用。