Exception

Java – IllegalThreadStateExceptionエラーの原因と対処法

2025-01-18更新日: 2025-01-18

IllegalThreadStateExceptionは、スレッドの状態が不適切な場合にスローされる例外です。

主な原因は、既に開始されたスレッドに対して再度start()メソッドを呼び出した場合です。

スレッドは一度しか開始できず、終了後に再利用することはできません。

対処法としては、スレッドの状態を適切に管理することが重要です。

例えば、スレッドが既に開始されていないか確認するロジックを追加するか、必要に応じて新しいスレッドインスタンスを作成して使用します。

また、スレッドのライフサイクルを理解し、適切なタイミングでstart()を呼び出すように設計することが推奨されます。

目次から探す

IllegalThreadStateExceptionとは
IllegalThreadStateExceptionが発生する主な原因
IllegalThreadStateExceptionの具体例
IllegalThreadStateExceptionの対処法
IllegalThreadStateExceptionを防ぐためのベストプラクティス
IllegalThreadStateExceptionと関連する例外
まとめ

IllegalThreadStateExceptionとは

IllegalThreadStateExceptionは、Javaプログラミングにおいてスレッドの状態が不正である場合にスローされる例外です。

この例外は、スレッドが特定の操作を実行するのに適した状態にないときに発生します。

たとえば、すでに終了したスレッドを再度開始しようとした場合や、スレッドが待機状態にあるときに割り込みを試みた場合などです。

この例外は、スレッドのライフサイクルに関連する問題を示しており、プログラムの実行中にスレッドの状態を適切に管理することが重要です。

スレッドの状態には、以下のようなものがあります。

スレッドの状態	説明
NEW	スレッドが新しく作成された状態
RUNNABLE	スレッドが実行可能な状態
BLOCKED	スレッドが他のスレッドのリソースを待っている状態
WAITING	スレッドが他のスレッドの通知を待っている状態
TIMED_WAITING	指定された時間だけ待機している状態
TERMINATED	スレッドが終了した状態

IllegalThreadStateExceptionは、これらの状態において不適切な操作が行われた場合に発生します。

スレッドの状態を理解し、適切に管理することで、この例外を回避することが可能です。

IllegalThreadStateExceptionが発生する主な原因

IllegalThreadStateExceptionが発生する主な原因は、スレッドの状態に対する不適切な操作です。

以下に、具体的な原因をいくつか挙げます。

原因	説明
スレッドの再起動	終了したスレッドを再度起動しようとした場合
スレッドの割り込み	実行中のスレッドに対して不適切に割り込みを試みた場合
スレッドの待機状態での操作	待機状態にあるスレッドに対して不適切な操作を行った場合
スレッドの状態確認不足	スレッドの状態を確認せずに操作を行った場合

スレッドの再起動

スレッドは一度終了すると再起動することはできません。

以下のようなコードで、終了したスレッドを再起動しようとするとIllegalThreadStateExceptionが発生します。

import java.lang.Thread;

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("スレッドが実行中です。");
    }
}

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // スレッドを開始

        try {
            thread.join(); // スレッドの終了を待機
            thread.start(); // ここでIllegalThreadStateExceptionが発生
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

スレッドが実行中です。
Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException
        at java.base/java.lang.Thread.start(Thread.java:1517)
        at App.main(App.java:16)

スレッドの割り込み

スレッドが実行中に、他のスレッドから不適切に割り込みを試みると、IllegalThreadStateExceptionが発生することがあります。

特に、スレッドが待機状態にある場合に割り込みを行うと問題が生じます。

スレッドの待機状態での操作

待機状態にあるスレッドに対して、例えばinterrupt()メソッドを呼び出すと、IllegalThreadStateExceptionが発生することがあります。

スレッドが待機中であることを確認せずに操作を行うと、この例外がスローされる可能性があります。

スレッドの状態確認不足

スレッドの状態を確認せずに操作を行うことも、IllegalThreadStateExceptionの原因となります。

スレッドの状態を適切に確認し、必要に応じて適切な処理を行うことが重要です。

IllegalThreadStateExceptionの具体例

IllegalThreadStateExceptionが発生する具体的なシナリオをいくつか紹介します。

これにより、どのような状況でこの例外がスローされるのかを理解することができます。

1. 終了したスレッドの再起動

スレッドが一度終了した後に再度start()メソッドを呼び出すと、IllegalThreadStateExceptionが発生します。

以下のコードはその例です。

import java.lang.Thread;
class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("スレッドが実行中です。");
    }
}
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // スレッドを開始
        try {
            thread.join(); // スレッドの終了を待機
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        thread.start(); // ここでIllegalThreadStateExceptionが発生
    }
}

スレッドが実行中です。
Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException

2. スレッドの割り込み

スレッドが実行中に、他のスレッドから不適切に割り込みを試みると、IllegalThreadStateExceptionが発生することがあります。

以下の例では、スレッドが待機状態にあるときに割り込みを行います。

import java.lang.Thread;
class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        try {
            System.out.println("スレッドが待機中です。");
            Thread.sleep(5000); // 5秒間待機
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("スレッドが割り込まれました。");
        }
    }
}
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // スレッドを開始
        try {
            Thread.sleep(1000); // 1秒待機
            thread.interrupt(); // スレッドに割り込みを試みる
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

スレッドが待機中です。
スレッドが割り込まれました。

3. スレッドの状態確認不足

スレッドの状態を確認せずに操作を行うことも、IllegalThreadStateExceptionの原因となります。

以下の例では、スレッドが終了した後にinterrupt()メソッドを呼び出しています。

import java.lang.Thread;
class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("スレッドが実行中です。");
    }
}
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // スレッドを開始
        try {
            thread.join(); // スレッドの終了を待機
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        thread.interrupt(); // ここでIllegalThreadStateExceptionが発生
    }
}

スレッドが実行中です。
Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException

これらの具体例を通じて、IllegalThreadStateExceptionがどのような状況で発生するのかを理解し、適切なスレッド管理を行うことが重要です。

IllegalThreadStateExceptionの対処法

IllegalThreadStateExceptionを回避するためには、スレッドの状態を適切に管理し、操作を行う前にその状態を確認することが重要です。

以下に、具体的な対処法をいくつか紹介します。

1. スレッドの状態を確認する

スレッドを操作する前に、その状態を確認することが重要です。

ThreadクラスのisAlive()メソッドを使用して、スレッドが実行中かどうかを確認できます。

import java.lang.Thread;

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("スレッドが実行中です。");
    }
}

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // スレッドを開始

        // 時間のかかる処理のシミュレーション
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // スレッドが生きているか確認
        if (!thread.isAlive()) {
            System.out.println("スレッドは終了しています。再起動できません。");
        } else {
            thread.start(); // 再起動しないように注意
        }
    }
}

スレッドが実行中です。
スレッドは終了しています。再起動できません。

2. スレッドの終了を待機する

スレッドが終了するのを待機するために、join()メソッドを使用します。

これにより、スレッドが終了するまでメインスレッドが待機し、再起動を試みることを防ぎます。

import java.lang.Thread;
class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("スレッドが実行中です。");
    }
}
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // スレッドを開始
        try {
            thread.join(); // スレッドの終了を待機
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // スレッドが終了した後は再起動しない
        System.out.println("スレッドが終了しました。再起動はできません。");
    }
}

スレッドが実行中です。
スレッドが終了しました。再起動はできません。

3. 適切な例外処理を行う

IllegalThreadStateExceptionが発生する可能性のあるコードブロックには、適切な例外処理を行うことが重要です。

これにより、プログラムが異常終了するのを防ぎ、エラーメッセージを表示することができます。

import java.lang.Thread;
class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("スレッドが実行中です。");
    }
}
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // スレッドを開始
        try {
            thread.join(); // スレッドの終了を待機
            thread.start(); // 再起動を試みる
        } catch (IllegalThreadStateException e) {
            System.out.println("エラー: " + e.getMessage());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

スレッドが実行中です。
エラー: Thread already started.

4. スレッドの設計を見直す

スレッドの設計を見直し、必要に応じてスレッドプールを使用することも有効です。

スレッドプールを使用することで、スレッドの再利用が可能になり、IllegalThreadStateExceptionの発生を防ぐことができます。

JavaのExecutorServiceを利用することで、スレッドの管理が容易になります。

これらの対処法を実践することで、IllegalThreadStateExceptionを回避し、スレッドの管理をより安全に行うことができます。

IllegalThreadStateExceptionを防ぐためのベストプラクティス

IllegalThreadStateExceptionを防ぐためには、スレッドの管理を適切に行うことが重要です。

以下に、効果的なベストプラクティスをいくつか紹介します。

1. スレッドのライフサイクルを理解する

スレッドのライフサイクルを理解し、各状態(NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TERMINATED)における適切な操作を把握することが重要です。

これにより、スレッドの状態に応じた正しい操作を行うことができます。

2. スレッドの再起動を避ける

スレッドは一度終了すると再起動できないため、スレッドを再起動しようとしないように設計します。

スレッドが終了した後は、新しいスレッドを作成することを検討してください。

3. スレッドの状態を確認する

スレッドを操作する前に、isAlive()メソッドを使用してスレッドの状態を確認します。

これにより、終了したスレッドに対して不適切な操作を行うことを防ぎます。

if (!thread.isAlive()) {
    // スレッドは終了しています
}

4. スレッドプールを利用する

スレッドプールを使用することで、スレッドの再利用が可能になり、IllegalThreadStateExceptionの発生を防ぐことができます。

JavaのExecutorServiceを利用することで、スレッドの管理が容易になります。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
        
        executor.submit(() -> {
            System.out.println("スレッドが実行中です。");
        });
        
        executor.shutdown(); // スレッドプールをシャットダウン
    }
}

5. 適切な例外処理を行う

スレッド操作においては、IllegalThreadStateExceptionが発生する可能性があるため、適切な例外処理を行うことが重要です。

これにより、プログラムが異常終了するのを防ぎ、エラーメッセージを表示することができます。

6. スレッドの同期を考慮する

複数のスレッドが同じリソースにアクセスする場合、適切な同期を行うことが重要です。

synchronizedキーワードやLockインターフェースを使用して、スレッド間の競合を防ぎます。

これにより、スレッドの状態が不正になることを防ぎます。

7. スレッドの設計をシンプルに保つ

スレッドの設計をシンプルに保つことで、複雑な状態管理を避けることができます。

スレッドの役割を明確にし、必要な機能だけを持たせることで、エラーの発生を減少させることができます。

これらのベストプラクティスを実践することで、IllegalThreadStateExceptionを防ぎ、スレッドの管理をより安全に行うことができます。

IllegalThreadStateExceptionと関連する例外

IllegalThreadStateExceptionは、スレッドの状態に関連する問題を示す例外ですが、他にもスレッドや並行処理に関連する例外がいくつか存在します。

以下に、IllegalThreadStateExceptionと関連する主な例外を紹介します。

1. InterruptedException

InterruptedExceptionは、スレッドが待機状態(sleep()やwait()など)にあるときに、他のスレッドから割り込まれた場合にスローされる例外です。

この例外は、スレッドの実行を中断するために使用されます。

IllegalThreadStateExceptionとは異なり、スレッドの状態が不正であることを示すものではありませんが、スレッドの管理において重要な役割を果たします。

import java.lang.Thread;
class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        try {
            System.out.println("スレッドが待機中です。");
            Thread.sleep(5000); // 5秒間待機
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("スレッドが割り込まれました。");
        }
    }
}
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // スレッドを開始
        try {
            Thread.sleep(1000); // 1秒待機
            thread.interrupt(); // スレッドに割り込みを試みる
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

スレッドが待機中です。
スレッドが割り込まれました。

2. RejectedExecutionException

RejectedExecutionExceptionは、スレッドプールにタスクを提出した際に、プールがすでにシャットダウンされている場合や、タスクを受け入れられない状態にある場合にスローされる例外です。

この例外は、スレッドの管理において重要であり、スレッドプールを使用する際に注意が必要です。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.RejectedExecutionException;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
        executor.shutdown(); // スレッドプールをシャットダウン
        
        try {
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("タスクが実行中です。");
            });
        } catch (RejectedExecutionException e) {
            System.out.println("タスクが拒否されました: " + e.getMessage());
        }
    }
}

タスクが拒否されました: Task java.util.concurrent.FutureTask@<hashcode> rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@<hashcode>[Terminated, pool size = 0, active threads = 0, queued tasks = 0, completed tasks = 0]

3. IllegalMonitorStateException

IllegalMonitorStateExceptionは、スレッドがオブジェクトのモニターを適切に取得していない状態で、wait()、notify()、またはnotifyAll()メソッドを呼び出した場合にスローされる例外です。

この例外は、スレッドの同期に関連する問題を示します。

class MyObject {
    public void myMethod() {
        // モニターを取得していない状態でnotifyを呼び出す
        notify(); // ここでIllegalMonitorStateExceptionが発生
    }
}
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyObject obj = new MyObject();
        try {
            obj.myMethod(); // 例外が発生
        } catch (IllegalMonitorStateException e) {
            System.out.println("エラー: " + e.getMessage());
        }
    }
}

エラー: calling notify() without owning the monitor

4. TimeoutException

TimeoutExceptionは、スレッドが特定の操作を完了するのに指定された時間内に完了しなかった場合にスローされる例外です。

例えば、BlockingQueueのpoll()メソッドを使用して、指定された時間内に要素を取得できなかった場合に発生します。

この例外は、スレッドの待機やタイムアウトに関連する問題を示します。

これらの例外は、スレッドや並行処理に関連する問題を示すものであり、IllegalThreadStateExceptionと同様に、スレッドの管理や設計において注意が必要です。

適切な例外処理を行い、スレッドの状態を理解することで、これらの例外を効果的に管理することができます。

まとめ

この記事では、IllegalThreadStateExceptionの概要や発生する主な原因、具体例、対処法、そしてこの例外を防ぐためのベストプラクティスについて詳しく解説しました。

また、関連する例外についても触れ、スレッド管理の重要性を強調しました。

スレッドの状態を適切に管理し、正しい操作を行うことで、プログラムの安定性を向上させることが可能です。

今後は、これらの知識を活用して、より安全で効率的なスレッドプログラミングを実践してみてください。