Java線程狀態

Java線程是Java程序的基本執行單元，線程的狀態處於不同的狀態，理解線程的執行過程和狀態是 Java 並發編程的基礎。本文將介紹Java線程狀態的概念和細節，並給出示例代碼，幫助讀者更好地理解。

一、線程狀態的概念和分類

線程有多種狀態，Java中線程狀態分為以下幾種：

• 新建（New）：當線程對象創建時，狀態就是新建狀態。此時線程還沒有調用start()方法。
• 可運行（Runnable）：當線程調用了start()方法，但還沒有獲取到CPU資源時，狀態就是可運行狀態。
• 運行（Running）：當線程正在執行時，狀態就是運行狀態。
• 阻塞（Blocked）：當線程等待某個資源時，無法運行時，線程就進入了阻塞狀態。
• 等待（Waiting）：線程調用了wait()方法後，進入等待狀態。
• 超時等待（Timed Waiting）：線程調用了sleep()、join()或者帶有超時參數的 wait()方法後，進入超時等待狀態。
• 終止（Terminated）：當線程執行完 run()方法後，或者線程拋出未處理的異常，或者調用了stop()方法後，線程就終止了，狀態就是終止狀態。

public class ThreadStateDemo {
    public static void main(String args[]) {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                while (true) {
                    // do something
                }
            }
        });
        System.out.println("線程狀態：" + thread.getState());
        thread.start();
        System.out.println("線程狀態：" + thread.getState());
    }
}

輸出結果如下：

線程狀態：NEW
線程狀態：RUNNABLE

從輸出結果中可以看出，當線程對象被創建時，狀態為NEW；當線程調用了start()方法後，狀態變為RUNNABLE

二、線程狀態轉換

下圖展示了線程狀態之間的轉換關係：


線程在不同狀態下的狀態轉換說明如下：

• New -> Runnable：當調用start()方法後，線程從新建狀態轉換為可運行狀態。
• Runnable -> Running：線程從可運行狀態轉換為正在運行狀態。
• Running -> Runnable：線程在運行狀態時，可能被調度器或者其他線程中斷，從運行狀態轉變為可運行狀態。
• Runnable -> Blocked：該線程等待某個操作完成或資源開放時，從可運行狀態轉變為阻塞狀態。
• Blocked -> Runnable：當線程等待的操作完成或者資源釋放時，從阻塞狀態轉變為可運行狀態。
• Runnable -> Waiting/Timed Waiting：當調用wait()/join()/sleep()方法時，線程會從可運行狀態轉變為等待狀態或超時等待狀態。
• Waiting/Timed Waiting -> Runnable：當被notify()/ notifyAll()或者指定的超時時間到達時，線程會從等待狀態或超時等待狀態轉變為可運行狀態。
• Running -> Terminated：線程運行結束或者調用stop()方法時，線程會從運行狀態變為終止狀態。

三、線程狀態的檢測

Java提供了Thread類的getState()方法，可用於獲取線程的狀態。示例如下：

public class ThreadStateDemo {
    public static void main(String args[]) {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                while (true) {
                    // do something
                }
            }
        });
        System.out.println("線程狀態：" + thread.getState());
        thread.start();
        System.out.println("線程狀態：" + thread.getState());
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("線程狀態：" + thread.getState());
    }
}

輸出結果如下：

線程狀態：NEW
線程狀態：RUNNABLE
線程狀態：RUNNABLE

在線程執行過程中，可以通過Thread提供的方法isAlive()檢測線程是否存活。

四、總結

理解Java線程狀態的概念和細節是多線程編程的基礎知識，透徹掌握線程狀態對於正確、高效地編寫並發程序至關重要。在實際編寫、調試多線程程序時，經常使用線程狀態的檢測和判斷，以此保證線程間的同步和協調。