Java 執行緒生命週期詳解：五大狀態與程式碼實戰

前言

Java 執行緒從建立到終止，會經歷 新建、就緒、執行、阻塞、死亡 五種狀態。理解狀態轉換觸發條件與 JVM 排程機制，是撰寫高併發程式、排查死鎖與效能瓶頸的基礎。本文結合狀態圖解與完整程式碼示範，深入剖析各狀態轉換細節。

五大狀態詳細說明

非執行狀態細分

• 睡眠：Thread.sleep(ms) 放棄 CPU，時間到自動轉就緒
• I/O 阻塞：等待網路/磁碟讀寫完成
• 等待通知：obj.wait() 釋放鎖進入等待集，需 notify()/notifyAll() 喚醒
• 鎖阻塞：嘗試進入 synchronized 區塊但鎖被佔用
• Join 等待：thread.join() 等待目標執行緒終止

注意：阻塞狀態無法直接轉執行，必須先轉就緒，再由排程器分派 CPU。

執行緒排程與優先權

• JVM 採用搶佔式與分時輪詢混合策略，具體實作依平台而定，不可假設執行順序
• 優先權範圍 1~10：MIN_PRIORITY=1、NORM_PRIORITY=5、MAX_PRIORITY=10
• 子執行緒繼承父執行緒優先權；可用 setPriority(int) 調整，但僅是提示，不保證執行順序

完整程式碼範例

public class UserThread extends Thread {
    public UserThread(String name) { super(name); }
    @Override public void run() {
        System.out.println(getName() + " started running..");
    }
    public static void main(String[] args) {
        UserThread t1 = new UserThread("Thread-1");
        UserThread t2 = new UserThread("Thread-2");
        System.out.println("初始優先權: " + t1.getPriority()); // 5
        t1.setPriority(6);
        t2.setPriority(9);
        System.out.println("調整後: t1=" + t1.getPriority() + ", t2=" + t2.getPriority());
        t1.start(); t2.start();
        for (int i = 0; i < 5; i++) System.out.println("main: " + i);
    }
}

輸出結果（每次執行順序可能不同）

初始優先權: 5
調整後: t1=6, t2=9
main: 0
main: 1
Thread-1 started running..
main: 2
Thread-2 started running..
main: 3
main: 4

主執行緒與子執行緒交替執行，驗證分時輪詢排程。

常見誤區與最佳實務

• 誤區：run() 直接呼叫 → 不會啟動新執行緒，仍在主執行緒循序執行。必須呼叫 start()
• 誤區：依賴優先權控制業務邏輯順序 → 不可靠，應使用 CountDownLatch、CyclicBarrier、CompletableFuture 等同步工具
• 實務：自訂執行緒命名 setName()，便於日誌追蹤與除錯
• 實務：避免使用已棄用的 stop()、suspend()、resume()，改用 interrupt() 與標誌位協作終止

結語

掌握執行緒五大狀態轉換圖、阻塞細分與排程特性，能幫助開發者設計更健壯的併發程式。實務上建議善用 java.util.concurrent 高階工具，減少直接操作底層執行緒 API 的複雜度與風險。