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Java - Thread Life Cycle

# Java - 線程生命週期

你好，有志於Java編程的各位！今天，我們將深入Java編程最令人興奮的方面之一：線程的生命週期。如果你是編程新手，不必擔心；我會一步一步地引導你，就像這些年來我對無數學生所做的那樣。所以，來一杯咖啡（或者如果你喜歡，一杯茶），讓我們一起踏上這個令人興奮的冒險吧！

## 什麼是線程？

在我們深入生命週期之前，讓我們從基礎開始。想像你在一個忙碌的廚房裡。廚師正在切蔬菜，二廚師正在攪拌鍋中的食物，糕點師正在裝飾蛋糕。這些任務都在同時發生，對吧？在編程的世界中，這些任務就像線程一樣！

線程是程序中最小的執行單位。它就像在你的主程序中運行的迷你程序，讓你的代碼的不同部分能夠並行運行。

## 線程的生命週期

現在，讓我們來談談線程的生命週期。就像我們人類會經歷生命中的不同階段（嬰兒、幼兒、青少年、成人），線程在其生命周期中也會經歷多種狀態。

### Java中線程生命週期的狀態

1. 新建
2. 可運行
3. 運行中
4. 阻塞/等待
5. 終止

讓我們用一些例子來詳細說明這些狀態，好嗎？

### 1. 新建狀態

當你創建一個線程時，它處於"新建"狀態。這就像一個剛出生的嬰兒，但還沒有開始爬行。

```java
Thread myThread = new Thread();

在這個例子中，我們創建了一個名為myThread的新線程，但它還沒有開始運行。

2. 可運行狀態

一旦你在你的線程上調用了start()方法，它就進入了"可運行"狀態。它準備運行，但它正在等待線程調度器選擇它並執行它。

myThread.start();

現在myThread就像一個幼兒，渴望探索但正在等待媽媽或爸爸帶他們去公園。

3. 運行中狀態

當線程調度器從可運行池中選擇線程時，它進入了"運行中"狀態。這是線程實際執行其任務的地方。

public void run() {
    System.out.println("線程正在運行！");
}

這是你的run()方法的内容，它定義了線程在運行狀態時將要做的事情。

4. 阻塞/等待狀態

有時，線程可能需要等待一個資源或等待另一個線程完成其任務。在這種情況下，它進入"阻塞"或"等待"狀態。

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

在這個例子中，線程正在等待object通知它之後才能繼續。

5. 終止狀態

最後，當線程完成其任務或發生未捕獲的異常時，它進入"終止"狀態。這就像線程的退休！

public void run() {
    System.out.println("線程正在運行！");
    // 線程任務完成
}

一旦這個run()方法完成，線程將終止。

Java線程生命週期的流程圖

為了更好地視覺化這些內容，讓我們來看一個流程圖：

[新建] --> [可運行] --> [運行中] --> [終止]
            ^    |           |
            |    |           |
            |    v           v
            |  [阻塞/等待]
            |___________________|

展示線程狀態的Java範例

現在，讓我們把所有內容結合起來，用一個完整的範例：

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);

        // 線程處於新建狀態
        System.out.println("創建thread1後的線程狀態 - " + thread1.getState());
        thread1.start();

        // 線程處於可運行狀態
        System.out.println("在thread1上調用.start()方法後的線程狀態 - " + thread1.getState());
    }

    public void run() {
        thread myThread = new thread(new ThreadLifeCycleDemo());
        // 線程處於新建狀態
        System.out.println("創建myThread後的線程狀態 - " + myThread.getState());
        myThread.start();

        // 線程處於可運行狀態
        System.out.println("在myThread上調用.start()方法後的線程狀態 - " + myThread.getState());

        try {
            // 將thread1移至計時等待狀態
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("在myThread上調用.sleep()方法後的線程狀態 - " + myThread.getState());

        try {
            // 等待myThread死亡
            myThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("myThread執行完畢時的線程狀態 - " + myThread.getState());
    }
}

這個範例展示了線程經歷的所有狀態。當你運行這個程序時，你將看到顯示線程在其生命周期中進步的不同狀態的輸出。

結論

就是这样，各位！我們一起走過了Java線程的生命周期，從它的"新建"狀態的出生到它的"終止"狀態的最終安息。記住，理解線程狀態對於編寫高效的多線程應用程序至關重要。

就像在生活中一樣，線程會經歷各種階段，每個階段都有其自己的特點和挑戰。通過掌握這些概念，你距離成為Java線程專家又近了一步！

繼續練習，繼續編程，最重要的是，繼續在Java中找到樂趣！也許有一天，你會將這些知識教給新一代的編程員。直到下次見，快樂編程！

Credits: Image by storyset