Java 专题（并发编程之线程池状态）

Java 线程池五种生命周期状态详解

以 Java java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 为基准，结合源码与运行模型，系统梳理线程池的 5 个枚举状态及其转换条件、可见行为与监控方式。

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一、状态总览表

枚举值	数值	中文描述	是否接受新任务	是否处理队列剩余任务
RUNNING	-1	运行中	✅	✅
SHUTDOWN	0	关闭中	❌	✅
STOP	1	停止中	❌	❌
TIDYING	2	整理中	❌	❌
TERMINATED	3	已终止	❌	❌

状态值保存在 ThreadPoolExecutor 的 ctl 原子整数的高 3 位；低 29 位记录工作线程数。

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二、各状态详解

1. RUNNING

• 定义
  线程池一旦创建即处于该状态。
• 行为
  • 接收新提交任务
  • 正常处理阻塞队列中的任务
• 进入条件
  new ThreadPoolExecutor(...) 默认即为 RUNNING
• 退出条件
  • 调用 shutdown() → SHUTDOWN
  • 调用 shutdownNow() → STOP

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2. SHUTDOWN

• 定义
  平滑关闭，不再接收新任务，但会执行完已提交任务（包括队列中等待的任务）。
• 触发 API
  shutdown()
• 行为
  • 拒绝新提交任务（抛 RejectedExecutionException）
  • 继续消费队列直到为空
• 退出条件
  • 队列 & 线程数均为 0 → TIDYING

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3. STOP

• 定义
  立即关闭，不接收新任务，也不处理队列剩余任务，同时中断正在执行的任务。
• 触发 API
  shutdownNow()
• 行为
  • 拒绝新提交任务
  • 清空队列，返回尚未执行的任务 List<Runnable>
  • 对所有工作线程调用 Thread.interrupt()
• 退出条件
  • 线程数为 0 → TIDYING

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4. TIDYING

• 定义
  过渡状态；所有任务已终止，线程数为 0，线程池即将进入 TERMINATED。
• 钩子回调
  在此状态下会执行 terminated() 空方法（用户可继承线程池重写）。
• 退出条件
  terminated() 执行完毕 → TERMINATED

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5. TERMINATED

• 定义
  线程池生命周期终点。
• 行为
  • 所有资源释放完毕
  • awaitTermination() 调用者被唤醒
• 监控方式
  • isTerminated() 返回 true
  • JMX / ThreadPoolExecutor.toString() 输出状态为 TERMINATED

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三、状态转换图

stateDiagram-v2
    [*] --> RUNNING
    RUNNING --> SHUTDOWN : shutdown()
    RUNNING --> STOP     : shutdownNow()
    SHUTDOWN --> TIDYING : 队列 && 线程==0
    STOP --> TIDYING     : 线程==0
    TIDYING --> TERMINATED : terminated() 完
    TERMINATED --> [*]