面试题：线程的生命周期在 Java 中是如何定义的？

在 Java 中，线程的生命周期由 java.lang.Thread 类定义，并通过 线程状态（Thread State） 来描述。线程的生命周期包括以下几个状态：

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1. 线程的六大状态

Java 中线程的生命周期可以分为以下六种状态，定义在 Thread.State 枚举类中：

状态	描述
NEW	线程刚被创建，但尚未启动（未调用 start() 方法）。
RUNNABLE	线程正在 JVM 中执行，可能正在运行，也可能在等待 CPU 时间片。
BLOCKED	线程被阻塞，等待获取监视器锁（例如，进入 synchronized 代码块）。
WAITING	线程处于等待状态，等待其他线程显式唤醒（例如，调用 wait() 方法）。
TIMED_WAITING	线程处于限时等待状态，等待其他线程唤醒或超时（例如，调用 sleep() 或 wait(timeout)）。
TERMINATED	线程已经执行完毕，终止状态。

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2. 线程状态转换图

以下是线程状态之间的转换关系：

NEW → RUNNABLE → BLOCKED → RUNNABLE → TERMINATED
            ↓        ↓
        WAITING ← TIMED_WAITING

• NEW → RUNNABLE：调用 start() 方法后，线程进入 RUNNABLE 状态。
• RUNNABLE → BLOCKED：线程尝试获取锁但失败，进入 BLOCKED 状态。
• RUNNABLE → WAITING：线程调用 wait()、join() 等方法，进入 WAITING 状态。
• RUNNABLE → TIMED_WAITING：线程调用 sleep(timeout)、wait(timeout) 等方法，进入 TIMED_WAITING 状态。
• BLOCKED → RUNNABLE：线程成功获取锁，重新进入 RUNNABLE 状态。
• WAITING/TIMED_WAITING → RUNNABLE：线程被唤醒（例如，notify()、notifyAll()）或超时，重新进入 RUNNABLE 状态。
• RUNNABLE → TERMINATED：线程执行完毕，进入 TERMINATED 状态。

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3. 代码示例

以下是一个简单的代码示例，展示线程状态的变化：

public class ThreadLifecycleExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000); // TIMED_WAITING
                synchronized (ThreadLifecycleExample.class) {
                    ThreadLifecycleExample.class.wait(); // WAITING
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        System.out.println("State after creation: " + thread.getState()); // NEW

        thread.start();
        System.out.println("State after start: " + thread.getState()); // RUNNABLE

        Thread.sleep(500);
        System.out.println("State during sleep: " + thread.getState()); // TIMED_WAITING

        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("State after sleep: " + thread.getState()); // WAITING

        synchronized (ThreadLifecycleExample.class) {
            ThreadLifecycleExample.class.notify(); // Wake up thread
        }

        thread.join();
        System.out.println("State after termination: " + thread.getState()); // TERMINATED
    }
}

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4. 总结

• Java 中线程的生命周期由 六大状态 定义：NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING 和 TERMINATED。
• 线程状态的转换由线程的行为（如调用 start()、sleep()、wait() 等方法）和外部条件（如锁的获取、唤醒操作）决定。
• 理解线程的生命周期对于编写高效、可靠的多线程程序至关重要。