Jstack线程状态BLOCKED/TIMED_WAITING/WAITING解释

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一、线程5种状态

新建状态（New）新创建了一个线程对象。
就绪状态（Runnable）线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。
运行状态（Running）就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。
阻塞状态（Blocked）阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：
- 等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。
- 同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。
- 其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

二、Jstack中常见的线程状态

应用程序启动后，我们对系统运行状况的观测大部分情况下是通过运行日志。但是若某一天发现，日志中记录的行为与预想的不一致，此时需要进一步的系统监控该怎么办，Jstack是常用的排查工具，它能输出在某一个时间，java进程中所有线程的状态，很多时候这些状态信息能给我们的排查工作带来有用的线索。
Jstack的输出中，Java线程状态主要是以下几种：

RUNNABLE 线程运行中或I/O等待
BLOCKED 线程在等待monitor锁(synchronized关键字)
TIMED_WAITING 线程在等待唤醒，但设置了时限
WAITING 线程在无限等待唤醒

这里Jstack使用的关键字描述的线程状态与上一节中线程不太一样，所以可能理解上的可能会出现混淆。虽然Java中的线程一样有上节中描述的5种状态，但在实际情况下线程新建状态和死亡状态持续很短，我们也并不太关心。大多时候我们关注的是运行状态/阻塞状态，这里弄清楚Jstack的输出含义即可。下面用简单的代码产生出以上4中状态。

 public static void main(String[] args) {

        System.out.println(Utils.pid());

        runnable();     // 1

 //     blocked();      // 2

 //     waiting();      // 3

 //     timedWaiting(); //

    }

    public static String pid() {

        String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();

        return name.split("@")[0];

    }

这里为了方便得到java进程id，直接使用pid()函数输出。为了方便，我们把观察线程固定为”main”，因为JVM还有其他线程都会存在输出中，我们可以通过关键字”main”找到我们要观察的线程。命令jstack -l [pid]。

1）让线程一直处于RUNNABLE

 public static void runnable() {

        long i = 0;

        while (true) {

            i++;

        }

    }

没什么好解释的，死循环即可。

2）让线程一直处于BLOCKED

 public static void blocked() {

        final Object lock = new Object();

        new Thread() {

            public void run() {

                synchronized (lock) {

                    System.out.println("i got lock, but don't release");

                    try {

                        Thread.sleep(1000L * 1000);

                    } catch (InterruptedException e) {

                    }

                }

            }

        }.start();

        try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}

        synchronized (lock) {

            try {

                Thread.sleep(30 * 1000);

            } catch (InterruptedException e) {

            }

        }

    }

主线程sleep，先让另外一个线程拿到lock，并长期持有lock（sleep会持有锁，wait不会）。此时主线程会BLOCK住等待lock被释放，此时jstack的输出可以看到main线程状态是BLOCKED。这里要注意的是只有synchronized这种方式的锁（monitor锁）才会让线程出现BLOCKED状态，等待ReentrantLock则不会。

3）让线程处于TIMED_WAITING状态

  public static void timedWaiting() {

        final Object lock = new Object();

        synchronized (lock) {

            try {

                lock.wait(30 * 1000);

            } catch (InterruptedException e) {

            }

        }

    }

用Lock.tryLock(timeout, timeUnit)，这种方式也会看到TIMED_WAITING状态，这个状态说明线程当前的等待一定是可超时的。

4）让线程处于WAITING状态

public static void waiting() {

        final Object lock = new Object();

        synchronized (lock) {

            try {

                lock.wait();

            } catch (InterruptedException e) {

            }

        }

    }

无超时的等待，必须等待lock.notify()或lock.notifyAll()或接收到interrupt信号才能退出等待状态。同理，ReentrantLock.lock()的无参方法调用，也会使线程状态变成WAITING。

通过以上几个最简单的例子，让线程达到jstack输出中常见的几种状态，可以更好地理解jstack输出。