深入理解java线程

线程

我们知道线程是比进程更加轻量级的调度执行单位,线程的引入可以把一个进程的资源分配和执行调度分开,各个线程之间共享进程资源,又可以独立调度.

java线程的实现

主流的操作系统都提供了线程的实现,java则提供了在不同硬件和操作系统下对线程的一致性操作,在java中每个执行了start()方法并且还没有结束的java.lang.Thread类的实例都代表了一个线程.

java线程在jdk1.2之前,是基于成为绿色线程的用户线程实现的,而在jdk1.2中,java的线程模型替换为基于操作系统原生线程模型来实现.

对于sun jdk来说,它的linux版本与windows版本都是使用一对一的线程模型实现的,一条java线程映射一个轻量级进程.

(对于线程的实现可参考线程的实现)

java线程的调度

线程的调度是指系统为线程分配处理器使用权的过程,主要的调度方式有两种,一种是协同式,一种是抢占式.

协同式线程调度(Cooperative Threads Scheduling):

如果使用协同式调度的多线程系统,线程的执行时间由线程本身来控制,线程把自己的工作执行完了之后,要主动通知系统切换到另外个线程上。 协同式多线程的最大好处是实现简单,而且由于线程要把自己的事情干完后才会进行线程切换,切换操作对线程自己是可知的,所以没有什么线程同步的问题。但是使用协同式来实现多进程多任务,相当不稳定,一个进程坚持不让出CPU执行时间就可能会导致整个系统崩溃。

抢占式线程调度(Preemptive ThresScheduling):

如果使用抢占式调度的多线程系统,那么每个线程将由系统来分配执行时间,线程的切换不由线程本身来决定(在Java中,Thread.yield()可以让出执行时间,但是要获取执行时间的话,线程本身是没有什么办法的)。在这种实现线程调度的方式下,线程的执行时间是系统可控的,也不会有一个线程导致整个进程阻塞的问题,Java 使用的线程调度方式就是抢占式调度。

java线程状态转换

Java定义了5种线程状态,在任意一个时间点,一个线程只能有且只有其中的一种状态,这5种状态分别如下。

新建(New):创建后尚未启动的线程处于这种状态。

运行(Runable): Runable 包括了操作系统线程状态中的Running和Ready,也就是处于此状态的线程有可能正在执行,也有可能正在等待着CPU为它分配执行时间。

无限期等待(Waiting): 处于这种状态的线程不会被分配CPU执行时间,它们要等待被其他线程显式地唤醒.

以下方法会让线程陷人无限期的等待状态:

1.没有设置Timcout参数的Object.wait()方法

2.没有设置Timcout参数的Thread.join()方法。

3.LockSupport.park()方法。

限期等待(Timed Waiting):处于这种状态的线程也不会被分配CPU执行时间,不过无须等待被其他线程显式地唤醒,在一定时间之后它们会由系统自动唤醒。

以下方法会让线程进人限期等待状态:

1.Thread.sleep() 方法.

2.设置了Timeout参数的Object.wait()方法.

3.设置了Timeout参数的Threadjoin(方法.

4.LockSupport.parkNanos() 方法.

5.LockSupport.parkUntil()方法.

阻塞(Blocked):线程被阻塞了,“阻塞状态”与“等待状态”的区别是:“阻塞状态”在等待着获取到一个排他锁,这个事件将在另外一个线程放弃这个锁的时候发生,而等待状态则是在等待一段段时间,或者唤醒动作的发生。在程序等待进人同步区域的时候,线程将进人这种状态。

结束(Terminated): 已终止线程的线程状态,线程已经结束执行。上述5种状态在遇到特定事件发生的时候将会互相转换,它们的转换关系如图所示。


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