一文搞定線程的生命週期

話不多說，直奔主題，看圖：

線程的6個狀態

1. new:已經創建沒有調用start方法啓動，已經做好準備
2. Runnable:調用start方法，可運行，即使在運行也是Runnable而不是running
3. Blocked：monitor被其他線程佔有，也就是被synchronized修飾
4. Waiting：一般習慣而言，把Blocked（被阻塞）、Waiting（等待）、Timed Waiting（計時等待）、都稱爲阻塞狀態，不僅僅是Blocked。
5. Timed Waiting：記時等待
6. Terminated：終止

注意：
1.新創建只能往下走到可運行，而不能直接跳轉到其他狀態
2.線程生命週期不可回頭：一旦到了可運行就不能回到新創建，一旦終止，就不能再有任何狀態變化，所以一個線程只能有一次新創建和已終止。線程是不可以重複執行的，當它運行完了便會結束，一旦一個線程進入dead狀態，它便不可以重新回到Runnable等狀態，這個不可重複執行的性質和線程池一樣的，如果我們還想執行該任務，可以選擇重新創建一個線程，而原來的對象會被JVM回收

特殊情況：
1.如果發生異常，可以直接跳轉到終止TERMINATED，不必再遵循路徑。比如可以直接從Waiting到TERMINSTED
2.從Object.wait（）剛被喚醒時，通常不能立即搶到monitor鎖，那麼會從waiting先進入blocked狀態，搶到鎖後再轉換到runnable狀態

Object類和線程先關的方法

/**
     *使當前線程等待，直到另外一個線程調用此對象的notify（）方法或notifyAll（）方法喚醒去繼續獲得cpu執行     
     *權，或者等待指定時間重新去繼續獲得cpu執行權，調用此方法會釋放鎖資源
     *
     * @param      millis   時間毫秒值
     * @throws  IllegalArgumentException      如果參數爲負數
     *               
     * @throws  IllegalMonitorStateException 
     *              如果當前線程不是對象監視器的所有者。
     * @throws  InterruptedException 
     *             如果被其他線程打斷報異常，而且清除中斷狀態
     * @see        java.lang.Object#notify()
     * @see        java.lang.Object#notifyAll()
     */
    public final void wait(long millis) throws InterruptedException {
        wait(millis, 0);
    }
    

    /**
     * 引起當前線程等待，釋放鎖，直到另一個線程爲此對象調用notify（）方法或notifyAll（）方法。線程繼續設               
     * 法獲得執行權
     * 
     * 此方法只能由鎖的獲得者的線程調用
     *
     * @throws  IllegalMonitorStateException 如果當前線程不是對象監視器的所有者。
     * @throws  InterruptedException 
     *               線程被其他線程打斷拋出異常，並清除中斷狀態
     * @see        java.lang.Object#notify()
     * @see        java.lang.Object#notifyAll()
     */
    @FastNative
    public final native void wait() throws InterruptedException;



/**
     * 隨機喚醒等待集中某一個線程
     *
     * @throws  IllegalMonitorStateException 如果當前線程不是此對象監視器的所有者。
     * @see        java.lang.Object#notifyAll()
     * @see        java.lang.Object#wait()
     */
    @FastNative
    public final native void notify();




/**
     * 喚醒等待集中所有線程
     *
     *
     * @throws  IllegalMonitorStateException  如果當前線程不是此對象監視器的所有者。
     *           
     * @see        java.lang.Object#notify()
     * @see        java.lang.Object#wait()
     */
    @FastNative
    public final native void notifyAll();

Wait原理圖：
入口集Entry Set
等待集Wait Set

爲什麼wait必須在同步代碼塊中使用？
反過來思考如果不要求wait必須在同步代碼塊中調用，而是在外面調用會發生什麼？
比如消費者和生產者模式，如果消費者判斷沒有數據，還沒調用wait方法，而生產者已經生產而且已經調用notify方法，那麼消費者就會無限等待下去，而synchronized能避免出現這種情況

Wait/notify、sleep異同：
相同：
阻塞：都可以讓線程阻塞，對應線程狀態是waiting或者Time——waiting
響應中斷：都可以響應中斷
不同：
Wait方法的執行必須在被synchronized修飾的代碼塊內，而sleep不需要
在同步方法裏面執行sleep方法時，不會釋放monitor鎖，但是，wait方法會釋放鎖
Sleep方法短暫的休眠之後會主動退出阻塞，而沒有指定的時間的wait方法則需要被其他線程喚醒或者中斷後才能退出阻塞
Wait（）和notify（），notifyall（）是object類的方法，sleep和yield方法Thread類中的方法

爲什麼線程通信的方法wait、notify、notifyall方法被定義在Object類中，而sleep方法被定義在Thread類中？

1. 每個對象都可以上鎖，由於wait、notify、notifyall方法都是鎖級別的操作，所以把他們定義在Object類中，因爲鎖屬於對象
2. Java的每個對象中都有一個鎖（monitor，也可以稱爲監視器）並且wait、notify等方法用於等待對象的鎖或者通知其他線程對象的監視器可用，在java中並沒有可供任何對象使用的鎖和同步器，這就是爲什麼這些方法是Object類中的一部分，在java的每一個類都有用於線程間通信的基本方法
3. 一個很明顯的原因是java提供的鎖是對象級的而不是線程級的，每個對象都有鎖，通過線程獲得。如果線程需要等待某些鎖那麼調用對象中的wait方法就有意義了，如果wait（）方法定義在Thread類中，線程正在等待哪個鎖就不明顯了
4. 每個對象都擁有monitor（即鎖），所以當前線程等待某個對象的鎖，當然通過某個對象來操作了。而不是當前線程來操作，因爲當前線程會等待多個線程的鎖，如果對象通過線程來操作就非常複雜
5. Wait和notify不僅僅是普通的方法和同步工具，更重要的是它們是java中兩個線程之間的通信機制，對語言設計者而言，如果不能通過java關鍵字（例如sychronized)實現通信機制，同時要確保這個機制對每個對象可用，那麼Object類則是正確的生聲明位置。同步和等待通知是；兩個不同的領域，不要看成相同和相關。同步時提供互斥並且和確保java類的線程安全，而wait和notify是兩個線程之間的通信機制
6. 在java中爲了進入代碼的臨界區，線程需要鎖定並等待鎖定，他們不知道哪些線程持有鎖，而只是知道鎖被某個線程持有，並且他們應該等待取得鎖，而不是去了解哪個線程在同步塊內，並請求他們釋放鎖定

如何選擇用notify和notifyall？
Notify可能導致信號丟失這樣的正確性問題，而notifyall雖然效率不太高（把不需要喚醒的等待線程給喚醒了），但是其在正確性方面有保障。因此實現通知的一種比較流行的保守方法是優先使用notifyall以保障正確性，只有在證據表明使用notify足夠的情況下才使用notify—
條件1：一次通知喚醒至多一個線程。在不同的等待線程可能使用不同的保護條件的情況下，notify喚醒的一個任意線程可能並不是我們需要喚醒的那一個線程，因此這個問題還需要通過滿足條件二來排除
條件2：相應對象的等待集中僅包含同質等待線程。所謂同資等待線程指這些線程使用同一個保護條件，並且這些線程在wait調用返回之後的處理邏輯一致。最爲典型的同資線程是使用同一個Runnable接口創建不同的線程，或者從同一個Thread子類New出的多個實例
注意：notify喚醒的是其所屬對象的一個任意等待的線程，notify本身在喚醒線程是不考慮保護條件的。Notifyall方法喚醒的是其所屬對象上的所有等待線程。使用notify替代notifyall時需要確保一下兩個條件同時滿足：
1.一次通知僅需要喚醒至多一個線程
2.相應的對象上的所有等待線程是同質等待線程

Join：
作用、用法：因爲新的線程加入了我們，所以我們要等他執行完再出發
主線程等待副線程執行完畢，注意誰等誰
遇到中斷：
Join期間，線程到底是什麼狀態？：waiting，不是Time-waiting因爲join的時候無法預料實際等待時間是多少
注意點：
CountDownLatch或者CyclicBarrier類類似join的工具：
Join原理：
作用、用法：因爲新的線程加入了我們，所以我們要等他執行完再出發
主線程等待副線程執行完畢，注意誰等誰
遇到中斷：
Join期間，線程到底是什麼狀態？：waiting，不是Time-waiting因爲join的時候無法預料實際等待時間是多少
注意點：
CountDownLatch或者CyclicBarrier類類似join的工具：
Join原理：
底層調用wait（0），無限等待下去，但是沒有調用notify，每一個thread類run方法執行完畢後，自動notify，

Yield：
作用：釋放我的CPU時間片，線程狀態依然是runnable，並不會釋放自己的鎖
定位：JVM不保證遵循，一般不適用，但是併發包裏面經常使用
和sleep區別：sleep期間線程調度器不會去調度該線程，而yield方法時只是讓線程釋放出自己的cpu時間片，線程任然處於就緒狀態，隨時可能再次被調度