Java - スレッドの生命周期

こんにちは、Javaプログラミングを志す皆さん！今日は、Javaプログラミングの中でも非常に興味深い領域に踏み込みます。それ就是スレッドの生命周期です。プログラミングの初心者であっても心配しないでください。私はこの旅をステップバイステップで案内します。これまでに数多くの学生を指導してきた経験を活かしてです。では、コーヒー（または、あなたの好み次第で紅茶）を片手に、この刺激的な冒険に一緒に参加しましょう！

Java - Thread Life Cycle

スレッドとは？

生命周期に飛び込む前に、基本から始めましょう。あなたが忙しい厨房にいると想像してください。シェフは野菜を切っており、サブシェフは鍋をかき混ぜ、パティシエはケーキを飾っています。これらの作業は同時に進行しているでしょう？プログラミングの世界では、これらの作業はスレッドに相当します！

スレッドはプログラム内で実行される最小のユニットです。メインプログラム内で動作するミニプログラムのようなもので、コードの異なる部分を同時に実行させることができます。

スレッドの生命周期

それでは、スレッドの生命周期について話しましょう。私たち人間が人生の異なる段階（赤ちゃん、乳幼児、少年、成人）を通るように、スレッドもその寿命の間にさまざまな状態を経験します。

Javaにおけるスレッド生命周期の状態

New
Runnable
Running
Blocked/Waiting
Terminated

これらをいくつかの例とともに詳しく見ていきましょう。

1. New State（新規状態）

スレッドを作成すると、それは「New」状態にあります。これは、赤ちゃんが生まれてから這い始める前の状態です。

Thread myThread = new Thread();

この例では、新しいスレッド「myThread」を作成していますが、まだ実行されていません。

2. Runnable State（実行可能状態）

スレッドに対してstart()メソッドを呼び出すと、それは「Runnable」状態に移ります。実行の準備が整っていますが、スレッドスケジューラがそれを実行するのを待っています。

myThread.start();

今「myThread」は、子どものように遊びたい一心ですが、母親や父親が公園に連れて行ってくれるのを待っています。

3. Running State（実行状態）

スレッドスケジューラが実行可能なプールからスレッドを選択すると、それは「Running」状態に移ります。ここでスレッドは実際にタスクを実行しています。

public void run() {
System.out.println("Thread is running!");
}

これはあなたのrun()メソッドの内容で、スレッドが実行状態にあるときに実行される内容を定義します。

4. Blocked/Waiting State（ブロック/待機状態）

時々、スレッドはリソースを待つか、他のスレッドのタスクが完了するのを待つ必要があります。その場合、它是「Blocked」または「Waiting」状態に移ります。

synchronized(object) {
try {
object.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

この例では、スレッドは「object」が通知するまで待機しています。

5. Terminated State（終了状態）

最後に、スレッドがタスクを完了したか、未捕捉の例外が発生した場合、それは「Terminated」状態に移ります。これはスレッドの「退休」です。

public void run() {
System.out.println("Thread is running!");
// Thread task completed
}

このrun()メソッドが完了すると、スレッドは終了します。

Java スレッド生命周期のフローチャート

これを視覚的に理解するために、フローチャートを見てみましょう：

[New] --> [Runnable] --> [Running] --> [Terminated]
^    |           |
|    |           |
|    v           v
|  [Blocked/Waiting]
|___________________|

Javaのスレッド状態を示す例

それでは、すべてを合わせて完全な例を見てみましょう：

public class ThreadLifeCycleDemo implements Runnable {
public static Thread thread1;
public static ThreadLifeCycleDemo obj;

public static void main(String[] args) {
obj = new ThreadLifeCycleDemo();
thread1 = new Thread(obj);

// スレッドはNEW状態
System.out.println("thread1の状態（作成後） - " + thread1.getState());
thread1.start();

// スレッドはRUNNABLE状態
System.out.println("thread1の状態（.start()メソッド呼び出し後） - " + thread1.getState());
}

public void run() {
thread myThread = new thread(new ThreadLifeCycleDemo());
// スレッドはNEW状態
System.out.println("myThreadの状態（作成後） - " + myThread.getState());
myThread.start();

// スレッドはRUNNABLE状態
System.out.println("myThreadの状態（.start()メソッド呼び出し後） - " + myThread.getState());

try {
// thread1をタイムウェイティング状態に移動
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("myThreadの状態（.sleep()メソッド呼び出し後） - " + myThread.getState());

try {
// myThreadが終了するのを待つ
myThread.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("myThreadの状態（実行完了後） - " + myThread.getState());
}
}

この例は、スレッドが通るすべての状態を示しています。このプログラムを実行すると、スレッドが進行中の異なる状態を示す出力が表示されます。

結論

そして、皆さん！Javaスレッドの生命周期についての旅が終わりました。私たちは「New」状態から「Terminated」状態までのスレッドの生命周期を探求しました。スレッドの状態を理解することは、効率的なマルチスレッドアプリケーションを書くために非常に重要です。

人生と同様に、スレッドもさまざまな段階を経験し、それぞれに独自の特性と課題があります。これらの概念を掌握することで、Javaスレッドのエキスパートに一歩近づきました！

引き続き練習し、コードを書き続け、そして最も重要なのは、Javaを楽しむことです！いつかあなたが新しい世代のプログラマーにこれを教える日が来るかもしれません。次回まで、ハッピーコーディングを！

Credits: Image by storyset