Java JVM 线程状态转换(新建、运行、阻塞、等待、终结)的底层触发机制

浅芳吖_7495

浅芳吖_7495

2026-08-01

684人浏览

原创

java线程状态转换由具体方法调用、锁竞争和系统调度触发:new→runnable由start()唯一触发;runnable↔blocked由synchronized锁竞争引起;runnable↔waiting/timed_waiting由wait()/sleep()等主动让出cpu导致;runnable→terminated发生在run()完成或未捕获异常时。

java jvm 线程状态转换(新建、运行、阻塞、等待、终结)的底层触发机制

Java线程状态转换不是由JVM凭空决定的,而是由具体方法调用、锁竞争、系统调度等底层动作直接触发。每种状态变化背后都有明确的执行点和资源行为,理解这些机制才能准确诊断线程卡顿、死锁或响应延迟问题。

NEW → RUNNABLE:start() 启动并绑定操作系统线程

调用 Thread.start() 是唯一合法进入 RUNNABLE 的方式。它不直接执行 run() 方法,而是触发 JVM 执行以下操作:

  • 向操作系统发起线程创建请求(如 Linux 下调用 pthread_create)
  • 为线程分配内核栈、寄存器上下文、线程本地存储(TLS)等 OS 级资源
  • 将线程注册进 JVM 线程列表,并标记为“已启动”
  • 线程进入操作系统就绪队列,等待 CPU 调度 —— 此时 JVM 即将其状态设为 RUNNABLE

注意:重复调用 start() 会抛出 IllegalThreadStateException;仅 new Thread() 不触发任何 OS 操作,线程始终停留在 NEW。

RUNNABLE ↔ BLOCKED:synchronized 锁获取失败的瞬时挂起

BLOCKED 状态只由 synchronized 关键字引发,与 java.util.concurrent.locks 无关。其底层机制是:

  • 当线程尝试进入 synchronized 块/方法时,JVM 检查对应对象监视器(monitor)的 owner 字段
  • 若 owner 非空(已被其他线程持有),当前线程立即从 CPU 调度队列移出,加入该 monitor 的 EntryList(阻塞队列)
  • 此时线程不再参与 CPU 时间片竞争,JVM 将其状态设为 BLOCKED
  • 当 owner 线程退出同步块、释放 monitor 时,JVM 从 EntryList 唤醒一个线程(FIFO 或竞争策略),使其重回 RUNNABLE

该过程不涉及任何 Java 方法调用,完全由 JVM 解释器或 JIT 在字节码 monitorenter 指令处拦截实现。

RUNNABLE ↔ WAITING / TIMED_WAITING:主动让出 CPU 并释放 monitor

WAITING 和 TIMED_WAITING 是线程**主动放弃执行权**的结果,核心特征是:释放 CPU + 释放持有的 monitor 锁(如果正在持有)。

  • WAITING:由 Object.wait()、Thread.join()、LockSupport.park() 触发;线程进入对象 monitor 的 WaitSet,必须依赖 notify()/notifyAll() 或目标线程终止才能恢复
  • TIMED_WAITING:由 Thread.sleep(long)、Object.wait(long)、Thread.join(long)、LockSupport.parkNanos() 触发;除加入 WaitSet 或专用等待队列外,还会在 JVM 内部注册定时器事件,超时后自动唤醒并回到 RUNNABLE

注意:sleep() 不释放锁,但仍是 TIMED_WAITING;而 wait() 必须在 synchronized 块内调用,否则抛 IllegalMonitorStateException。

RUNNABLE → TERMINATED:run() 完成或未捕获异常

TERMINATED 是不可逆的终态,仅在以下两个确切时刻发生:

  • 线程的 run() 方法正常执行完毕,JVM 清理其栈帧、释放线程私有资源(如虚拟机栈、PC 计数器),并从线程组中注销
  • run() 中抛出 **未捕获的异常或错误**(如 NullPointerException、OutOfMemoryError),且未被 Thread.UncaughtExceptionHandler 拦截处理

一旦进入 TERMINATED,线程对象仍可访问(如调用 getState() 返回 TERMINATED),但不能再调用 start() —— JVM 会拒绝重建 OS 线程资源。

Java免费学习笔记:立即使用
解锁 Java 大师之旅:从入门到精通的终极指南

相关文章

PHP速学视频免费教程(入门到精通)
PHP速学视频免费教程(入门到精通)

PHP怎么学习?PHP怎么入门?PHP在哪学?PHP怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了PHP速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

2023.06.15

11017

6

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

2023.07.05

8142

9

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

2023.07.31

7052

8

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.01

1184

3

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.02

968

3

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

1436

5

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

2909

5

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

2023.08.03

20191

3

配置java环境变量
配置java环境变量

配置Java环境变量是为了让操作系统能够识别和使用Java的相关命令和功能。本专题为大家提供配置java环境变量相关文章,帮助大家解决问题。

2023.08.03

1275

8

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
dev.java 官方:Learn Java
dev.java 官方:Learn Java

共0课时 | 0人学习

Java JDBC数据库连接官方教程
Java JDBC数据库连接官方教程

共0课时 | 0人学习