前言
線程也有自己的“生老病死”，專業的說法就是生命周期，而掌握線程的生命周期，能幫我們快速分析和定位線程相關的一些問題。比如說，當我們列印線程的堆棧，發現某線程一直處于BOCKED狀态，我們就可以以此推測是不是鎖沒有釋放導緻的，然後根據堆棧資訊定位到具體的方法，進一步排查問題。
通用線程生命周期模型
在講java的線程生命周期之前，需要先了解一下通用的線程生命周期模型，因為各種語言包括中線程的本質其實就是作業系統的線程，隻是不同語言進行了不同程度的封裝。通用的生命周期模型主要包含了五個狀态節點，簡稱為"五态模型"，其狀态圖如下:
<u>初始狀态</u>：初始狀态是指在程式設計語言層面已經将線程建立好了，不過此時在作業系統層面，線程還沒有真正建立，這時的線程還不具備執行的能力。
<u>可運作狀态</u>：此時的線程已經具備執行的能力了，處于排程隊列中，就差被選中配置設定到cpu上執行。
<u>運作狀态</u>：線程被排程器選中，拿到時間片，到cpu上執行。
<u>休眠狀态</u>：線程阻塞或休眠，會讓出cpu，處于休眠狀态。當線程解除休眠狀态後，會再次進入可運作狀态，接受線程排程器排程。
<u>終止狀态</u>：線程被異常中斷或結束運作，進入終結狀态。
java線程生命周期
首先，我們看下，jdk的Thread類對線程狀态的定義：
可以看出這個枚舉類，一共定義了6個狀态，看起來還挺複雜的，不要慌，聽我講完後，你會發現其實挺簡單的。對于這種狀态流程類的事物，有一種非常好的處理技巧，就是先找主幹，再看分支，這個對于了解java生命周期也同樣适用。
首先，我們看下主幹流程。假設有一個線程，從它建立到終止，執行過程中沒有遇到任何阻塞或等待，非常順利，那麼他的生命周期圖就是下面這樣直溜溜的：
<img src="https://gitee.com/thomasChant/drawing-bed/raw/master/image-20210401220546262.png" alt="image-20210401220546262" style="zoom:100%;" />
可以看到，主幹流程中就三個狀态：初始、運作、終止，詳細講解下：
調用線程構造方法如new Thread()，建立一個線程，此時線程還不具備執行的能力，隻是在語言層面已經建立好了。我們可以調用線程的getState()方法擷取到線程狀态。
調用線程的start()方法啟動線程，線程狀态變為RUNNABLE(運作狀态)，此時線程才真正在作業系統層面被建立，并加入排程隊列中，一旦配置設定到時間片後就會執行。至于何時配置設定到時間片真正開始執行，在java層面是不關心的，這些都是作業系統在背後暗箱操作，線程無論是正在執行還是等待執行，對于java來講都一并視為運作狀态。
當線程執行完畢，或者被stop()（廢棄方法，不建議使用）了，就會進入TERMINATED狀态。
上面講了個幸運的線程，從建立到結束，順順利利，沒有什麼波折，但是并非所有線程都能這麼幸運的。前面在講通用線程模型時，我們看到其實還有一種狀态叫休眠狀态，用來表示線程完全讓出cpu暫停執行的狀态，對于java線程來講，也有休眠狀态，隻不過将其細分成了三種狀态:
BLOCKED(阻塞)， WAITING(等待)， TIMED_WAITING(可逾時等待)
接下來我們具體分析一下這三種狀态。
當線程處于BLOCKED狀态，說明線程當下處于螢幕鎖（即synchronzied關鍵字修飾的鎖）的等待隊列中。
需要特别注意的是，此處的阻塞和調用阻塞api，等待傳回的阻塞是不一樣的，線程因為調用阻塞api而處于“阻塞狀态”，比如nio中的select()方法，此時線程隻是在作業系統層面處于休眠狀态，但是在jvm層面，仍将該線程視為運作。
最後需要強調一下，該狀态僅針對螢幕鎖，線程等待顯式鎖(基于AQS架構的鎖)，并不會處于BLOCKED狀态，而是下文講的WAITING或TIMED_WAITING狀态。因為顯式鎖是基于LockSupport的park方法實作（後面會出一篇文章詳細講解LockSupport），而park方法會使線程進入WAITING或TIMED_WAITING狀态而非BLOCKED。
我們在java生命周期圖上加上BLOCKED狀态後，就成這樣了：
<img src="https://gitee.com/thomasChant/drawing-bed/raw/master/image-20210403201150287.png" alt="image-20210403201150287" style="zoom:100%;" />
waiting用于表示線程處于休眠等待狀态，有三種情況會使線程從RUNNABLE轉變為WAITING狀态
調用Thread.join();
調用LockSupport.park()/park(Object);
調用Object.wait();
對應的，滿足以下三種情況後，線程會從WAITING狀态，從新恢複運作變成RUNNABLE狀态：
等待的線程執行完畢，在Thread.join()等待的線程恢複運作;
調用LockSupport.unpark(Thread) 喚醒在Object.wait()方法等待的線程；
調用Object.notify()/notifyAll() 喚醒在LockSupport.park()/park(Object)方法等待的線程；
除此之外通過調用線程的interrupt()方法，也可以直接将處于WAITING的線程喚醒，轉為運作狀态。
以下是加上WAITING狀态後的狀态圖：
<img src="https://gitee.com/thomasChant/drawing-bed/raw/master/image-20210403201005664.png" alt="image-20210403201005664" style="zoom: 100%;" />
TIMED_WAITING狀态，也就是可逾時等待狀态，和等待狀态不同的地方在于，加了個逾時時間，也就是說明線程不會一直等，如果等待時間超過了設定的逾時時間，會自動回到運作狀态。
以下api會導緻線程進入可逾時等待狀态：
Thread.join(long)
Object.wait(long)
LockSupport.parkNanos(long)/parkUntil(long)
Thread.sleep(long)
相應的出現以下情況會使線程恢複到運作狀态：
等待的線程執行完畢，或者等待超出設定的時間，使阻塞在join(long)方法的線程恢複運作；
調用Object.notify()/notifyAll()，或者等待超出設定的時間，使阻塞在wait(long)方法的線程恢複運作；
調用LockSupport.unpark(Thread)，或者等待超出設定的時間，使阻塞在LockSupport.parkNanos(long)/parkUntil(long)的線程恢複運作；
線程休眠時間超出設定的時間，使阻塞在Thread.sleep(long)的線程恢複運作
另外，處于TIMED_WAITING狀态線程，如果調用其interrupt()方法，可以使其恢複運作狀态。最終，我們的生命周期圖變成這樣了
<img src="https://gitee.com/thomasChant/drawing-bed/raw/master/image-20210403201108311.png" alt="image-20210403201108311" style="zoom:100%;" />
jstack工具
前面講過掌握了線程的生命周期，可以幫助我們更快速的定位和排查多線程相關的bug，具體應該怎麼做呢？介紹一種簡單有效的辦法，那就是jstack指令，這是jdk自帶的一個工具，可以列印java程序中所有的線程的狀态及堆棧，幫助我們快速定位問題。這裡結合一個簡單的案例，講解一下jstack的使用方式。代碼如下：
在這段代碼中，建立了兩個線程t1和t2，兩個線程啟動後，會有一個先拿到鎖，睡眠100s，處于TIMED_WAITING狀态，另一個則會阻塞直到先拿到鎖的線程釋放鎖才執行，處于BLOCKED狀态。我們使用jstack指令來驗證一下：
通過jps列出所有java程序，可以看到程序JstackTest的pid為72146
執行jstack ，列印堆棧資訊。可以看到，結果是符合我們猜測的。
總結
本文主要講解了通用線程生命周期和java線程生命周期，兩者的主要差别在于java線程生命周期在通用線程生命周期基礎上進行了簡化和擴充，簡化是指将可運作狀态和運作狀态合并為運作狀态，擴充是指将休眠狀态細分為阻塞狀态,等待狀态、逾時等待狀态，同時還詳細講解了java線程生命周期各種狀态之間是如何轉換的，最後介紹了如何通過jstack指令列印線程堆棧，檢視線程狀态。