Java线程的状态和转换

# 章节一：Java线程的基础概念

## 1.1 线程的定义和作用

在计算机中，线程是程序执行的基本单元，每个线程都有独立的执行流程。与多个线程相比，单线程程序只能按照顺序执行，而多线程程序可以同时执行多个任务，提高了程序的并发性和效率。

## 1.2 Java中线程的实现方式

Java提供了两种实现线程的方式：通过继承Thread类和通过实现Runnable接口。通过继承Thread类可以直接创建线程对象，而通过实现Runnable接口则需要借助Thread类来创建线程对象。

## 1.3 线程的生命周期

Java线程的生命周期包括以下几个状态：

- **新建状态（New）**：创建线程对象但还未调用start()方法时的状态。
- **就绪状态（Runnable）**：线程对象调用start()方法后，线程进入可运行状态，但并不一定立即执行。
- **运行状态（Running）**：处于就绪状态的线程被CPU调度后，开始执行run()方法中的代码。
- **阻塞状态（Blocked）**：线程因为某种原因被暂停，无法继续执行。
- **终止状态（Terminated）**：线程执行完run()方法后，或者发生了异常导致线程终止。

线程的状态可通过Thread类的getState()方法获取，而线程状态的转换则需要根据具体的操作和情况进行分析。
## 2. 章节二：线程的状态和状态转换

线程的状态是指线程在不同的运行阶段所处的状态，如刚创建时的初始状态、运行时的执行状态、等待资源时的阻塞状态等。了解线程的状态和状态转换对于多线程编程来说非常重要。

### 2.1 线程的五种状态

Java中的线程有五种状态，分别是：

1. **新建状态（New）**：线程被创建但还未启动。
2. **就绪状态（Runnable）**：线程已经被启动，但还未被分配CPU资源进行执行。等待调度器分配时间片段。
3. **运行状态（Running）**：线程正在执行，具有CPU的执行权。
4. **阻塞状态（Blocked）**：线程因为某种原因而暂停执行，比如等待某个资源、锁已被其他线程占用等。
5. **终止状态（Terminated）**：线程执行完成或出现异常而无法继续执行。

### 2.2 线程状态的转换图示

线程状态之间的转换如下图所示：

                                    ┌────────┐
                          start()     │        ↓
              ┌─────────────┐   ┌─────┬──────┬┐    ┌──────┬──────┬─────┐
              │    New      │ ─► │Runnable │───┐ │ Blocked│Terminated│
              └─────────────┘   └─────┴──────┘│ ┌►└────────┴────────┴─────┘
                                             │ │
               interrupt()                    │ │
         ┌─────────────┐                    wait() notify() or notifyAll()
         │  Blocked │<────────────────┐   join() or yield()        ┌─────┐
         └─────────────┘              ┌─┼─┐     interrupt()        │New  │
                                    ┌─┼─┐ │                        └─────┘
       t.join() or                 │wait()││
       t.sleep()               notify()│ ││
           │                      │      ││
          ↓                      ↓      ↓│
     ┌─────────┐            ┌─────────┐ ┌──┼─┐
     │ Waiting │            │TimedWaiting│ │Runnable│◄─────────────────┐
     └─────────┘            └─────────┘ └──┼─┘                  │
                       join() or yield()  │                    │
                                         │                    │
                            interrupt()  │                    │
                                         │ interrupt()        │
                           ┌─────────────┼───────────┐        │
                           │Terminated │          │        │
                           └─────────────┴───────┘        │
                                        │                │
                                        └────────────────┘

### 2.3 线程状态转换的原理分析

线程的状态转换是由Java虚拟机内部的线程调度器来控制的。当线程被创建时，它处于新建状态，当调用线程的start()方法后，线程将进入就绪状态。在就绪状态下，调度器会根据调度算法从就绪队列中选取一个线程分配CPU资源进行执行。

当线程处于运行状态时，可能发生以下情况：

- 调用了sleep()方法或被其他线程调用join()方法，线程将进入到阻塞状态。
- 调用了yield()方法，线程将进入到就绪状态。
- 线程执行完成或出现异常，线程将进入终止状态。

线程进入阻塞状态后，可能发生以下情况：

- sleep()时间到期或join()的线程执行完毕，线程将进入就绪状态。
- 获取到了等待的资源或锁，线程将进入就绪状态。
- 被其他线程调用i