原来还能这样看Java线程的状态及转换

作者：小牛呼噜噜 | https://xiaoniuhululu.com
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大家好，我是呼噜噜，最近一直在梳理Java并发，但内容杂且偏晦涩，今天我们一起来聊聊Java 线程的状态及转换 先来夯实一下基础，万丈高楼平地起，路还是得慢慢走。
Java线程的生命周期

我们先来看下Java线程的生命周期图：

上图也是本文的大纲，我们下面依次聊聊java各个线程状态及其他们的转换。
线程初始状态

线程初始状态(NEW): 当前线程处于线程被创建出来但没有被调用start()
在Java线程的时间中，关于线程的一切的起点是从Thread 类的对象的创建开始，一般实现Runnable接口 或者 继承Thread类的类，实例化一个对象出来，线程就进入了初始状态

1. Thread thread = new Thread()

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由于线程在我们操作系统中也是非常宝贵的资源，在实际开发中，我们常常用线程池来重复利用现有的线程来执行任务，避免多次创建和销毁线程，从而降低创建和销毁线程过程中的代价。Java 给我们提供了 Executor 接口来使用线程池，查看其JDK1.8源码，发现其内部封装了Thread t = new Thread()

1. public class Executors {
2.     ...
3.   static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
4.         private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
5.         private final ThreadGroup group;
6.         private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
7.         private final String namePrefix;
9.         ...
11.         public Thread newThread(Runnable r) {
12.             Thread t = new Thread(group, r,
13.                                   namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
14.                                   0);
15.             if (t.isDaemon())
16.                 t.setDaemon(false);
17.             if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
18.                 t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
19.             return t;
20.         }
21.     }
22.     ...
23. }

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在thread类源码中，我们还能发现线程状态的枚举类State：

1.     public enum State {
2.         /**
3.          * Thread state for a thread which has not yet started.
4.          */
5.         NEW,
7.         RUNNABLE,
9.         BLOCKED,
11.         WAITING,
13.         TIMED_WAITING,
15.         /**
16.          * Thread state for a terminated thread.
17.          * The thread has completed execution.
18.          */
19.         TERMINATED;
20.     }

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所谓线程的状态，在java源码中都是通过threadStatus的值来表示的

1.    /* Java thread status for tools,
2.      * initialized to indicate thread 'not yet started'
3.      */
5.     private volatile int threadStatus = 0;

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State 和 threadStatus 通过toThreadState方法映射转换

1.     public State getState() {
2.         // get current thread state
3.         return sun.misc.VM.toThreadState(threadStatus);
4.     }
6. //--- --- ---
8.     public static State toThreadState(int var0) {
9.         if ((var0 & 4) != 0) {
10.             return State.RUNNABLE;
11.         } else if ((var0 & 1024) != 0) {
12.             return State.BLOCKED;
13.         } else if ((var0 & 16) != 0) {
14.             return State.WAITING;
15.         } else if ((var0 & 32) != 0) {
16.             return State.TIMED_WAITING;
17.         } else if ((var0 & 2) != 0) {
18.             return State.TERMINATED;
19.         } else {
20.             return (var0 & 1) == 0 ? State.NEW : State.RUNNABLE;
21.         }
22.     }

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到这里我们就可以发现，Thread t = new Thread()在Java中只是设置了线程的状态，操作系统中并没有的实际线程的创建
线程运行状态

线程运行状态(RUNNABLE)，线程被调用了start()等待运行的状态
在Linux操作系统层面，包含Running和 Ready 状态。其中Ready状态是等待 CPU 时间片。现今主流的JVM，比如hotspot虚拟机都是把Java 线程，映射到操作系统OS底层的线程上，把调度委托给了操作系统。而操作系统比如Linux,它是多任务操作系统，充分利用CPU的高性能，将CPU的时间分片，让单个CPU实现"同时执行"多任务的效果。

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Linux的任务调度又采用抢占式轮转调度，我们不考虑特权进程的话，OS会选择在CPU上占用的时间最少进程,优先在cpu上分配资源，其对应的线程去执行任务，尽可能地维护任务调度公平。Running和 Ready 状态的线程在CPU中切换状态非常短暂。大概只有 0.01 秒这一量级，区分开来意义不大，java将这2个状态统一用RUNNABLE来表示
thread.start()源码解析

我们接下来看看为什么说执行thread.start()后，线程的才"真正的创建"

1. public class ThreadTest {
2.     /**
3.      * 继承Thread类
4.      */
5.     public static class MyThread extends Thread {
6.         @Override
7.         public void run() {
8.             System.out.println("This is child thread");
9.         }
10.     }
11.     public static void main(String[] args) {
12.         MyThread thread = new MyThread();
13.         thread.start();
14.     }
15. }

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其中thread.start()方法的源码中，会去调用start0()方法，而start0()是private native void start0();JVM调用Native方法的话，会进入到不受JVM控制的世界里
在Thread类实例化的同时，会首先调用registerNatives方法，注册本地Native方法,动态绑定JVM方法

1. private static native void registerNatives();
2.     static {
3.         registerNatives();
4.     }

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在Thread类中通过registerNatives将指定的本地方法绑定到指定函数，比如start0本地方法绑定到JVM_StartThread函数：

1. ...
2. static JNINativeMethod methods[] = {
3.     {"start0",           "()V",        (void *)&JVM_StartThread},
4.     {"stop0",            "(" OBJ ")V", (void *)&JVM_StopThread},
5.     {"isAlive",          "()Z",        (void *)&JVM_IsThreadAlive},
6.     ...

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源码见：http://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u60/jdk/file/935758609767/src/share/native/java/lang/Thread.c
JVM_StartThread 是JVM层函数,抛去各种情况的处理，主要是通过 new JavaThread(&thread_entry, sz)来创建JVM线程对象

1. JVM_ENTRY(void, JVM_StartThread(JNIEnv* env, jobject jthread))
2.   JVMWrapper("JVM_StartThread");
3.   JavaThread *native_thread = NULL;
5.         //表示是否有异常，当抛出异常时需要获取Heap_lock。
6.   bool throw_illegal_thread_state = false;
8.   // 在发布jvmti事件之前，必须释放Threads_lock
9.   // in Thread::start.
10.   {
11.     // 获取 Threads_lock锁
12.     MutexLocker mu(Threads_lock);
15.     if (java_lang_Thread::thread(JNIHandles::resolve_non_null(jthread)) != NULL) {
16.       throw_illegal_thread_state = true;
17.     } else {
18.       // We could also check the stillborn flag to see if this thread was already stopped, but
19.       // for historical reasons we let the thread detect that itself when it starts running
21.       jlong size =
22.              java_lang_Thread::stackSize(JNIHandles::resolve_non_null(jthread));
23.       
24.         // 创建JVM线程(用JavaThread对象表示)
25.       size_t sz = size > 0 ? (size_t) size : 0;
26.       native_thread = new JavaThread(&thread_entry, sz);
27.       ...
28.     }
29.   }
31.   ...
33.   Thread::start(native_thread);//启动内核线程
35. JVM_END

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源码见：https://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/69087d08d473/src/share/vm/prims/jvm.cpp
我们再来看看JavaThread的实现，发现内部通过 os::create_thread(this, thr_type, stack_sz);来调用不同操作系统的创建线程方法创建线程。

1. JavaThread::JavaThread(ThreadFunction entry_point, size_t stack_sz) :
2.   Thread()
3. #if INCLUDE_ALL_GCS
4.   , _satb_mark_queue(&_satb_mark_queue_set),
5.   _dirty_card_queue(&_dirty_card_queue_set)
6. #endif // INCLUDE_ALL_GCS
7. {
8.   if (TraceThreadEvents) {
9.     tty->print_cr("creating thread %p", this);
10.   }
11.   initialize();
12.   _jni_attach_state = _not_attaching_via_jni;
13.   set_entry_point(entry_point);
14.   // Create the native thread itself.
15.   // %note runtime_23
16.   os::ThreadType thr_type = os::java_thread;
17.   thr_type = entry_point == &compiler_thread_entry ? os::compiler_thread :
18.                                                      os::java_thread;
19.   os::create_thread(this, thr_type, stack_sz);//调用不同操作系统的创建线程方法创建线程
21. }

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源码见：https://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/69087d08d473/src/share/vm/runtime/thread.cpp
我们都知道Java是跨平台的，但是native各种方法底层c/c++代码对各平台都需要有对应的兼容，我们这边以linux为例，其他平台就大家自行去查阅了

1. bool os::create_thread(Thread* thread, ThreadType thr_type, size_t stack_size) {
2.   assert(thread->osthread() == NULL, "caller responsible");
4.   // Allocate the OSThread object
5.   OSThread* osthread = new OSThread(NULL, NULL);
6.   if (osthread == NULL) {
7.     return false;
8.   }
10.   // set the correct thread state
11.   osthread->set_thread_type(thr_type);
13.   // Initial state is ALLOCATED but not INITIALIZED
14.   osthread->set_state(ALLOCATED);
16.   thread->set_osthread(osthread);
18.   // init thread attributes
19.   pthread_attr_t attr;
20.   pthread_attr_init(&attr);
21.   pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
23.   // stack size
24.   if (os::Linux::supports_variable_stack_size()) {
25.     // calculate stack size if it's not specified by caller
26.     if (stack_size == 0) {
27.       stack_size = os::Linux::default_stack_size(thr_type);
29.       switch (thr_type) {
30.       case os::java_thread:
31.         // Java threads use ThreadStackSize which default value can be
32.         // changed with the flag -Xss
33.         assert (JavaThread::stack_size_at_create() > 0, "this should be set");
34.         stack_size = JavaThread::stack_size_at_create();
35.         break;
36.       case os::compiler_thread:
37.         if (CompilerThreadStackSize > 0) {
38.           stack_size = (size_t)(CompilerThreadStackSize * K);
39.           break;
40.         } // else fall through:
41.           // use VMThreadStackSize if CompilerThreadStackSize is not defined
42.       case os::vm_thread:
43.       case os::pgc_thread:
44.       case os::cgc_thread:
45.       case os::watcher_thread:
46.         if (VMThreadStackSize > 0) stack_size = (size_t)(VMThreadStackSize * K);
47.         break;
48.       }
49.     }
51.     stack_size = MAX2(stack_size, os::Linux::min_stack_allowed);
52.     pthread_attr_setstacksize(&attr, stack_size);
53.   } else {
54.     // let pthread_create() pick the default value.
55.   }
57.   // glibc guard page
58.   pthread_attr_setguardsize(&attr, os::Linux::default_guard_size(thr_type));
60.   ThreadState state;
62.   {
63.     // Serialize thread creation if we are running with fixed stack LinuxThreads
64.     bool lock = os::Linux::is_LinuxThreads() && !os::Linux::is_floating_stack();
65.     if (lock) {
66.       os::Linux::createThread_lock()->lock_without_safepoint_check();
67.     }
69.     pthread_t tid;
70.       //通过pthread_create方法创建内核级线程 ！
71.     int ret = pthread_create(&tid, &attr, (void* (*)(void*)) java_start, thread);
73.     pthread_attr_destroy(&attr);
75.     if (ret != 0) {
76.       if (PrintMiscellaneous && (Verbose || WizardMode)) {
77.         perror("pthread_create()");
78.       }
79.       // Need to clean up stuff we've allocated so far
80.       thread->set_osthread(NULL);
81.       delete osthread;
82.       if (lock) os::Linux::createThread_lock()->unlock();
83.       return false;
84.     }
86.     // Store pthread info into the OSThread
87.     osthread->set_pthread_id(tid);
89.     // Wait until child thread is either initialized or aborted
90.     {
91.       Monitor* sync_with_child = osthread->startThread_lock();
92.       MutexLockerEx ml(sync_with_child, Mutex::_no_safepoint_check_flag);
93.       while ((state = osthread->get_state()) == ALLOCATED) {
94.         sync_with_child->wait(Mutex::_no_safepoint_check_flag);
95.       }
96.     }
98.     if (lock) {
99.       os::Linux::createThread_lock()->unlock();
100.     }
101.   }
103.   // Aborted due to thread limit being reached
104.   if (state == ZOMBIE) {
105.       thread->set_osthread(NULL);
106.       delete osthread;
107.       return false;
108.   }
110.   // The thread is returned suspended (in state INITIALIZED),
111.   // and is started higher up in the call chain
112.   assert(state == INITIALIZED, "race condition");
113.   return true;
114. }

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源码见：https://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/69087d08d473/src/os/linux/vm/os_linux.cpp
主要通过pthread_create(&tid, &attr, (void* (*)(void*)) java_start, thread)，它是unix 创建线程的方法，linux也继承了。调用后在linux系统中会创建一个内核级的线程。也就是说这个时候操作系统中线程才真正地诞生

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但此时线程才诞生，那是怎么启动的？我们回到JVM_StartThread源码中，Thread::start(native_thread)很明显这行代码就表示启动native_thread = new JavaThread(&thread_entry, sz)创建的线程，我们来继续看看其源码

1. void Thread::start(Thread* thread) {
2.   trace("start", thread);
3.   // Start is different from resume in that its safety is guaranteed by context or
4.   // being called from a Java method synchronized on the Thread object.
5.   if (!DisableStartThread) {
6.     if (thread->is_Java_thread()) {
7.       // 设置线程状态
8.       java_lang_Thread::set_thread_status(((JavaThread*)thread)->threadObj(),
9.                                           java_lang_Thread::RUNNABLE);
10.     }
11.     os::start_thread(thread);
12.   }
13. }

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源码：https://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/69087d08d473/src/share/vm/runtime/thread.cpp
os::start_thread它封装了pd_start_thread(thread),执行该方法，操作系统会去启动指定的线程

1. void os::start_thread(Thread* thread) {
2.   // guard suspend/resume
3.   MutexLockerEx ml(thread->SR_lock(), Mutex::_no_safepoint_check_flag);
4.   OSThread* osthread = thread->osthread();
5.   osthread->set_state(RUNNABLE);
6.   pd_start_thread(thread);
7. }

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当操作系统的线程启动完之后，我们再回到pthread_create(&tid, &attr, (void* (*)(void*)) java_start, thread)，会去java_start这个线程入口函数进行OS内核级线程的初始化，并开始启动JavaThread

1. // Thread start routine for all newly created threads
2. static void *java_start(Thread *thread) {
3.   // Try to randomize the cache line index of hot stack frames.
4.   // This helps when threads of the same stack traces evict each other's
5.   // cache lines. The threads can be either from the same JVM instance, or
6.   // from different JVM instances. The benefit is especially true for
7.   // processors with hyperthreading technology.
8.   static int counter = 0;
9.   int pid = os::current_process_id();
10.   alloca(((pid ^ counter++) & 7) * 128);
12.   ThreadLocalStorage::set_thread(thread);
14.   OSThread* osthread = thread->osthread();
15.   Monitor* sync = osthread->startThread_lock();
17.   // non floating stack LinuxThreads needs extra check, see above
18.   if (!_thread_safety_check(thread)) {
19.     // notify parent thread
20.     MutexLockerEx ml(sync, Mutex::_no_safepoint_check_flag);
21.     osthread->set_state(ZOMBIE);
22.     sync->notify_all();
23.     return NULL;
24.   }
26.   // thread_id is kernel thread id (similar to Solaris LWP id)
27.   osthread->set_thread_id(os::Linux::gettid());
29.   if (UseNUMA) {
30.     int lgrp_id = os::numa_get_group_id();
31.     if (lgrp_id != -1) {
32.       thread->set_lgrp_id(lgrp_id);
33.     }
34.   }
35.   // initialize signal mask for this thread
36.   os::Linux::hotspot_sigmask(thread);
38.   // initialize floating point control register
39.   os::Linux::init_thread_fpu_state();
41.   // handshaking with parent thread
42.   {
43.     MutexLockerEx ml(sync, Mutex::_no_safepoint_check_flag);
45.     // notify parent thread
46.     osthread->set_state(INITIALIZED);
47.     sync->notify_all();
49.     // 等待,直到操作系统级线程全部启动
50.     while (osthread->get_state() == INITIALIZED) {
51.       sync->wait(Mutex::_no_safepoint_check_flag);
52.     }
53.   }
55.   // 开始运行JavaThread::run
56.   thread->run();
58.   return 0;
59. }

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源码：https://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/69087d08d473/src/os/linux/vm/os_linux.cpp
thread->run()其实就是JavaThread::run()也表明方法开始回调，从OS层方法回到JVM层方法
，我们再来看下其实现：

1. // The first routine called by a new Java thread
2. void JavaThread::run() {
3.   // initialize thread-local alloc buffer related fields
4.   this->initialize_tlab();
6.   // used to test validitity of stack trace backs
7.   this->record_base_of_stack_pointer();
9.   // Record real stack base and size.
10.   this->record_stack_base_and_size();
12.   // Initialize thread local storage; set before calling MutexLocker
13.   this->initialize_thread_local_storage();
15.   this->create_stack_guard_pages();
17.   this->cache_global_variables();
19.   // Thread is now sufficient initialized to be handled by the safepoint code as being
20.   // in the VM. Change thread state from _thread_new to _thread_in_vm
21.   ThreadStateTransition::transition_and_fence(this, _thread_new, _thread_in_vm);
23.   assert(JavaThread::current() == this, "sanity check");
24.   assert(!Thread::current()->owns_locks(), "sanity check");
26.   DTRACE_THREAD_PROBE(start, this);
28.   // This operation might block. We call that after all safepoint checks for a new thread has
29.   // been completed.
30.   this->set_active_handles(JNIHandleBlock::allocate_block());
32.   if (JvmtiExport::should_post_thread_life()) {
33.     JvmtiExport::post_thread_start(this);
34.   }
36.   JFR_ONLY(Jfr::on_thread_start(this);)
38.   // We call another function to do the rest so we are sure that the stack addresses used
39.   // from there will be lower than the stack base just computed
40.   thread_main_inner();//!!!注意此处方法
42.   // Note, thread is no longer valid at this point!
43. }
45. void JavaThread::thread_main_inner() {
46.   assert(JavaThread::current() == this, "sanity check");
47.   assert(this->threadObj() != NULL, "just checking");
49.   // Execute thread entry point unless this thread has a pending exception
50.   // or has been stopped before starting.
51.   // Note: Due to JVM_StopThread we can have pending exceptions already!
52.   if (!this->has_pending_exception() &&
53.       !java_lang_Thread::is_stillborn(this->threadObj())) {
54.     {
55.       ResourceMark rm(this);
56.       this->set_native_thread_name(this->get_thread_name());
57.     }
58.     HandleMark hm(this);
59.     this->entry_point()(this, this);//JavaThread对象中传入的entry_point为Thread对象的Thread::run方法
60.   }
62.   DTRACE_THREAD_PROBE(stop, this);
64.   this->exit(false);
65.   delete this;
66. }

复制代码

源码：https://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/69087d08d473/src/share/vm/runtime/thread.cpp
由于JavaThread定义可知JavaThread::JavaThread(ThreadFunction entry_point, size_t stack_sz)中参数entry_point是外部传入，那我们想想JavaThread是什么时候实例化的？
没错，就是我们一开始的JVM_StartThread中native_thread = new JavaThread(&thread_entry, sz);
也就是说this->entry_point()(this, this)实际上是回调的thread_entry方法
thread_entry源码：

1. static void thread_entry(JavaThread* thread, TRAPS) {
2.   HandleMark hm(THREAD);
3.   Handle obj(THREAD, thread->threadObj());
4.   JavaValue result(T_VOID);
5.   JavaCalls::call_virtual(&result,
6.                           obj,
7.                           KlassHandle(THREAD, SystemDictionary::Thread_klass()),
8.                           vmSymbols::run_method_name(),
9.                           vmSymbols::void_method_signature(),
10.                           THREAD);
11. }

复制代码

源码：https://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/69087d08d473/src/share/vm/prims/jvm.cpp
通过JavaCalls::call_virtual方法，又从JVM层 回到了Java语言层 ，即MyThread thread = new MyThread(); thread.start();
一切又回到了起点，这就是Javathread.start()内部完整的一个流程，HotSpot虚拟机实现的Java线程其实是对Linux内核级线程的直接映射，将Java涉及到的所有线程调度、内存分配都交由操作系统进行管理。

线程终止状态

线程终止状态(TERMINATED)，表示该线程已经运行完毕。
当一个线程执行完毕，或者主线程的main()方法完成时，我们就认为它终止了。终止的线程无法在被使用，如果调用start()方法，会抛出java.lang.IllegalThreadStateException异常，这一点我们可以从start源码中很容易地得到

1. public synchronized void start() {
2.     if (threadStatus != 0)
3.         throw new IllegalThreadStateException();
4.     ...
5. }

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线程阻塞状态

线程阻塞状态(BLOCKED)，需要等待锁释放或者说获取锁失败时，线程阻塞

1. public class BlockedThread implements Runnable {
2.     @Override
3.     public void run() {
4.         synchronized (BlockedThread.class){
5.             while (true){
6.                
7.             }
8.         }
9.     }
10. }

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从Thread源码的注释中，我们可以知道等待锁释放或者说获取锁失败，主要有下面3中情况：

• 进入 synchronized 方法时
  
• 进入 synchronized 块时
  
• 调用 wait 后, 重新进入 synchronized 方法/块时
  

其中第三种情况，大家可以先思考一下，我们留在下文线程等待状态再详细展开
线程等待状态

线程等待状态(WAITING)，表示该线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
wait/notify/notifyAll

我们紧接着上一小节，调用 wait 后, 重新进入synchronized 方法/块时，我们来看看期间发生了什么？
当线程1调用对象A的wait方法后，会释放当前的锁，然后让出CPU时间片，线程会进入该对象的等待队列中，线程状态变为 等待状态WAITING。
当另一个线程2调用了对象A的notify()/notifyAll()方法

notify（）方法只会唤醒沉睡的线程，不会立即释放之前占有的对象A的锁，必须执行完notify()方法所在的synchronized代码块后才释放。所以在编程中，尽量在使用了notify/notifyAll()后立即退出临界区

线程1收到通知后退出等待队列，并进入线程运行状态RUNNABLE，等待 CPU 时间片分配, 进而执行后续操作，接着线程1重新进入 synchronized 方法/块时，竞争不到锁，线程状态变为线程阻塞状态BLOCKED。如果竞争到锁，就直接接着运行。线程等待状态 切换到线程阻塞状态，无法直接切换，需要经过线程运行状态。
我们再来看一个例子，巩固巩固：

1. public class WaitNotifyTest {
2.     public static void main(String[] args) {
3.         Object A = new Object();
5.         new Thread(new Runnable() {
6.             @Override
7.             public void run() {
8.                 System.out.println("线程1等待获取 对象A的锁...");
9.                 synchronized (A) {
10.                     try {
11.                         System.out.println("线程1获取了 对象A的锁");
12.                         Thread.sleep(3000);
13.                         System.out.println("线程1开始运行wait()方法进行等待，进入到等待队列......");
14.                         A.wait();
15.                         System.out.println("线程1等待结束");
16.                     } catch (InterruptedException e) {
17.                         e.printStackTrace();
18.                     }
19.                 }
20.             }
21.         }).start();
23.         new Thread(new Runnable() {
24.             @Override
25.             public void run() {
26.                 System.out.println("线程2等待获取 对象A的锁...");
27.                 synchronized (A) {
28.                     System.out.println("线程2获取了 对象A的锁");
29.                     try {
30.                         Thread.sleep(3000);
31.                     } catch (InterruptedException e) {
32.                         e.printStackTrace();
33.                     }
34.                     System.out.println("线程2将要运行notify()方法进行唤醒线程1");
35.                     A.notify();
36.                 }
37.             }
38.         }).start();
39.     }
40. }

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结果：

1. 线程1等待获取 对象A的锁...
2. 线程1获取了 对象A的锁
3. 线程2等待获取 对象A的锁...
4. 线程1开始运行wait()方法进行等待，进入到等待队列......
5. 线程2获取了 对象A的锁
6. 线程2将要运行notify()方法进行唤醒线程1
7. 线程1等待结束

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需要注意的是，wait/notify/notifyAll 只能在synchronized修饰的方法、块中使用，  notify 是只随机唤醒一个线程，而 notifyAll 是唤醒所有等待队列中的线程
join

Thread类中的join方法的主要作用能让线程之间的并行执行变为串行执行，当前线程等该加入该线程后面，等待该线程终止

1. public static void main(String[] args) {
2.   Thread thread = new Thread();
3.   thread.start();
4.   thread.join();
5.   ...
6. }

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上面一个例子表示，程序在main主线程中调用thread线程的join方法,意味着main线程放弃CPU时间片(主线程会变成 WAITING 状态)，并返回thread线程，继续执行直到线程thread执行完毕，换句话说在主线程执行过程中，插入thread线程，还得等thread线程执行完后，才轮到主线程继续执行
如果查看JDKthread.join()底层实现，会发现其实内部封装了wait(),notifyAll()
park/unpark

LockSupport.park()  挂起当前线程；LockSupport.unpark(暂停线程对象)  恢复某个线程

1. package com.zj.ideaprojects.demo.test3;
3. import java.util.concurrent.Executors;
4. import java.util.concurrent.locks.LockSupport;
6. public class ThreadLockSupportTest {
8.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
9.         Thread thread = new Thread(() -> {
10.             System.out.println("start.....");
11.             try {
12.                 Thread.sleep(1000);
13.             } catch (InterruptedException e) {
14.                 e.printStackTrace();
15.             }
16.             System.out.println("park....");
17.             LockSupport.park();
18.             System.out.println("resume.....");
20.         });
21.         thread.start();
22.         Thread.sleep(3000);
23.         System.out.println("unpark....");
24.         LockSupport.unpark(thread);
26.     }
27. }

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结果：

1. start.....
2. park....
3. unpark....
4. resume.....

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当程序调用LockSupport.park()，会让当前线程A的线程状态会从 RUNNABLE 变成 WAITING，然后main主线程调用LockSupport.unpark(thread)，让指定的线程即线程A,从 WAITING 回到 RUNNABLE 。我们可以发现
park/unpark和wait/notify/notifyAll很像，但是他们有以下的区别：

• wait，notify 和 notifyAll 必须事先获取对象锁，而 unpark 不必
  
• park、unpark 可以先 unpark ,而 wait、notify 不能先 notify，必须先wait
  
• unpark 可以精准唤醒某一个确定的线程。而 notify 只能随机唤醒一个等待线程，notifyAll 是唤醒所以等待线程，就不那么精确
  

超时等待状态

超时等待状态(TIMED_WAITING)，也叫限期等待，可以在指定的时间后自行返回而不是像 WAITING 那样一直等待。
这部分比较简单，它和线程等待状态(WAITING)状态 非常相似，区别就是方法的参数舒服传入限制时间，在 Timed Waiting状态时会等待超时，之后由系统唤醒，或者也可以提前被通知唤醒如 notify
相关方法主要有：

1. 1. Object.wait(long)
2. 2. Thread.join(long)
3. 3. LockSupport.parkNanos(long)
4. 4. LockSupport.parkUntil(long)
5. 5. Thread.sleep(long)

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需要注意的是Thread.sleep(long),当线程执行sleep方法时，不会释放当前的锁(如果当前线程进入了同步锁)，也不会让出CPU。sleep(long)可以用指定时间使它自动唤醒过来，如果时间不到只能调用interrupt方法强行打断。
参考资料：
https://hg.openjdk.java.net/jdk8u
《并发编程的艺术》
https://www.jianshu.com/p/216a41352fd8
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原文镜像：原来还能这样看Java线程的状态及转换
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