Hotspot源码解析-第十一章

第十一章

11.1 线程

11.1.1 线程的概念

说起线程，首先得提起进程，相信很面试者在回答进程与线程的区别时都会用一句话：“进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是任务调度和执行的基本单位”，只能说这句话部分正确，就目前来讲，一般操作系统（这里指Linux）的任务调度执行单位确实是线程，但是未来可能会支持以协程为单位的任务调度。再说进程是操作系统资源分配的基本单位这句话，在linux操作系统中，当需要创建一个进程时，通过系统调用fork()然后再调用copy_process来完成，创建进程时，会创建并分配该进程所需要的任务资源和内存，最终形成图11-1的内存模型，粗略分为代码块（存放代码数据）、数据块（涉及数据的存放）、堆（进程malloc动态分配内存区）、用户栈（进程执行时动态存储区）、共享库存储映射区（主要是映射动态库或其他依赖库）等，这些区域在进程创建时都是要先创建的（虚拟空间），这些虚拟空间都是要占用一定内存的，也就是所谓的进程的资源分配的一部分，当然还有其他资源的分配，比如页目录、页表等。然而，这个时候线程去哪里了呢，其实，这个时候同时创建出了一个线程（概念上的），最终形成一进程一线程模型。如果该进程在执行的过程中再通过pthread_create()函数创建另外一些线程，那就形成了一进程多线程模型。由于linux底层线程的创建函数，底层也是copy_process()函数来完成的，实现上创建过程跟fork()创建进程是一样的，只是创建线程时，不会再创建图11-1描述的空间，而是继承发起线程创建者的这块空间。最终总结线程和进程的区别：

1、进程和线程创建过程本质上是没有区别的，最终都是通过copy_process()函数调用

2、进程只是在概念上包含了线程，以进程为调度单位时，本质上就是一进程一线程的模型在运行，早期的linux调度模型就是这样的

3、进程的概念实际上就是早期以进程为调度单位提出的，所以从技术上讲，没什么区别，只是人为制定的概念加以区分

图11-1

11.1.2 Hotspot线程

在执行命令 java [options] xxx.class param1 param2 ... paramn 时，实际上Linux是fork()出了一个新的Java进程来执行后续操作，并且在执行的过程中又会创建其他的线程（Java线程、VM线程、GC线程等）。然而在Java执行的过程中，是需要Java线程与VM双向交互的，例如：在线程的启停时需要执行一些必要的任务（比如保存安全点），以及垃圾收集期间线程的协调和同步，所以Hotspot JVM需要管理这些线程，但是线程又是有操作系统创建的，不是JVM创建的，因此在Hotspot中，每个Java线程都会映射到一个操作系统线程，同时需要跟踪和管理这些线程，确保Hotspot内部的状态与线程本身状态同步。

11.1.3 线程关系

Hotspot中，各线程类的关系图，如图11-2
图11-2

11.1.4 线程的属性

属性名	功能描述	归属类
_pending_exception	指向当前线程等待处理的异常对象的引用	ThreadShadow
_exception_file	指向异常发生时的文件信息	ThreadShadow
_exception_line	指向异常发生时的代码行信息	ThreadShadow
_real_malloc_address	指向线程创建时分配的实际地址的首地址	Thread
_SR_lock	线程状态更改的监视器	Thread
_suspend_flags	线程挂起标志	Thread
_num_nested_signal	进入线程内部处理linux系统信号的个数，处理完成后会-1	Thread
_active_handles	指向当前线程持有的JNI句柄链表头指针	Thread
_free_handle_block	空闲JNI句柄块的链表头指针	Thread
_last_handle_mark	HandleMark的指针，该Mark会记录指向线程本身、存储区域、存储chunk等信息	Thread
_tlab	线程本地分配缓存	Thread
_allocated_bytes	当前线程在Java堆中已分配的字节数	Thread
_vm_operation_started_count	记录已开始的VM操作数量	Thread
_vm_operation_completed_count	记录已完成的VM操作数量	Thread
_osthread	指向基于平台的线程实现	Thread
_resource_area	线程本地的用于临时分配的资源区域	Thread
_handle_area	线程本地的用于分配JNI句柄的资源区域	Thread
_stack_base	线程栈基址	Thread
_stack_size	线程栈大小	Thread
_ParkEvent	线程阻塞时的事件对象	Thread
_SleepEvent	线程睡眠时的事件对象	Thread