线程五种状态

线程的状态

1. 通用五态模型 (The 5-State Model)

这是操作系统层面的标准定义：

1. 新建 (New)

• 状态描述：线程对象已经被创建（比如 C++ 中 new Thread或 Java new Thread()），但还没有被启动，还没有分配 CPU 资源，也没有进入调度队列。
• 动作：执行 start()后进入就绪态。

2. 就绪 (Ready / Runnable)

• 状态描述：线程万事俱备，只欠 CPU。它已经在调度器的"就绪队列"里排队了，随时可以运行，但 CPU 时间片还没轮到它。
• 关键点：在多核 CPU 下，可能有多个线程同时处于就绪态。

3. 运行 (Running)

• 状态描述：线程获得了 CPU 时间片，正在执行代码逻辑。
• 转换： 如果时间片用完 => 回到 就绪态。 如果等待 I/O 或锁 => 进入 阻塞态。 如果代码执行完毕 => 进入 终止态。

4. 阻塞 (Blocked / Waiting)

• 状态描述：线程暂停运行，让出 CPU。因为它在等待某个"事件"发生，即使给它 CPU 它也干不了活。
• 常见原因： 等待 I/O：读磁盘、等网卡数据包。 等待锁：抢 mutex没抢到。 主动休眠：调用了 sleep()或 wait()。
• 恢复：当事件发生（数据来了、锁释放了），线程不会直接回到 Running，而是先回到 Ready（就绪） 重新排队。

5. 终止 (Terminated / Dead)

• 状态描述：线程的任务执行完毕（正常返回）或发生异常强行退出。其生命周期结束，操作系统回收其资源（栈空间等）。

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2. 状态转换图解 (逻辑流)

为了方便记忆，请脑补这个流转过程：

graph LR New(新建) -->|start| Ready(就绪) Ready -->|调度器选中| Running(运行) Running -->|时间片用完| Ready Running -->|等待IO/锁| Blocked(阻塞) Blocked -->|事件完成| Ready Running -->|执行结束| Terminated(终止)

重点考点：

• Running =》 Blocked：是线程主动请求（读取文件）或被动限制（抢锁失败）。
• Blocked =》 Running：这是不可能的！ 阻塞结束后，必须先回 Ready 排队，不能插队直接运行。

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3. Linux 视角下的线程状态 (实战)

如果你在 Linux 下使用 top或 ps命令查看线程（LWP），你会看到 STAT列，它们对应着具体的操作系统状态：

符号	状态名称	对应通用模型	解释
R	Running/Runnable	运行 或 就绪	正在 CPU 上跑，或者在队列里排队。Linux 不区分 Running 和 Ready，都算 R。
S	Sleep (Interruptible)	阻塞	浅度睡眠。等待网络数据、时钟等。可以被信号唤醒（比如 kill）。
D	Disk Sleep (Uninterruptible)	阻塞	深度睡眠。通常是在等待极其重要的磁盘 I/O。不能被信号打断（kill -9都杀不掉），只能等 I/O 完成。
Z	Zombie	终止	僵尸状态。线程退出了，但父进程还没帮它收尸（还没读取它的退出状态）。
T	Stopped	阻塞	暂停。比如被 GDB 调试断点卡住了，或者收到了 SIGSTOP信号。

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4. 为什么需要了解这些？（开发场景）

1. 性能分析： 如果系统很慢，用 top看到大量线程处于 R (Running) 状态，说明 CPU 瓶颈（算力不够）。 如果看到大量线程处于 D (Disk Sleep) 状态，说明 I/O 瓶颈（硬盘坏了或读写太慢）。
2. 死锁排查： 如果线程长期处于 S (Sleep) 状态且不处理请求，可能是死锁（在等一个永远不会释放的锁）。
3. 高并发编程： 为了提高性能，我们要尽量减少 Running => Blocked 的切换（上下文切换开销大）。 这就是为什么 Nginx、Redis、Node.js 使用 Epoll / 异步非阻塞 I/O：它们让一个线程一直处于 Running 状态处理请求，而不要因为等网络数据而进入 Blocked。