java體系中線程的實現

1.使用內核線程實現

內核線程就是直接由操作系統內核支持的線程，這種線程由內核來完成線程切換，內核通過操作調度器對線程進行調度，並負責將線程的任務映射到各個處理器上，每個內核線程可以視作內核的一個分身，這樣操作系統就有能力處理多件事情，支持多線程的內核就叫做多線程內核，程序一般不會其使用內核線程，而是去使用內核線程的一種高級接口：輕量級進程，輕量級進程就是我們通常意義上的線程，由於每個輕量級進程都有一個內核線程支持，因此只有先支持內核線程，才能有輕量級進程（1：1關系），由於內核線程的支持，每個輕量級進程都成為一個獨立的調度單元，即使有一個輕量級進程在系統中阻塞了，也不會影響整個進程的工作，但是輕量級進程有局限性：1.由於是基於內核線程實現的，所以線程的各種操作（創建，析構，同步）都需要進行系統調用，而系統調用的代價高，需要在用戶態和內核態中來回切換，2.每個輕量級進程都需要一個內核線程的支持，因此輕量級進程要消耗一定的內核資源，因此系統支持的輕量級進程是有數量限制的

2.使用用戶線程實現

完全建立在用戶空間的線程庫上的線程，系統內核不能感知線程的存在，用戶線程的建立，同步，銷毀和調度完全在用戶態中實現，如果程序實現得當，這種線程不需要切換到內核態，操作可以快速和低消耗，可以支持規模更大的線程數量，部分高性能數據庫中的多線程就是由用戶線程實現的，但是由於不用切換到內核態，所以一些問題得不到內核的幫助，比如阻塞任何處理，多處理器系統中任何將線程映射到其他處理器上，這些問題解決起來異常困難

3.使用用戶線程加輕量級進程混合實現

即存在用戶線程，又存在輕量級進程，用戶線程還是完全建立在用戶空間當中，用戶線程的創建，切換，析構等操作依然廉價，並可以支持大規模的用戶線程並發，而操作系統提供的輕量級進程則作為用戶線程和內核之間的橋梁，這樣可以使用內核提供的線程調度功能和處理器映射，並且用戶線程的1系統調用要通過輕量級進程來完成，大大降低了整個經湊被完全阻塞的風險

java體系中線程的調度

主要有兩種調度方式：協同式線程調度，搶占式線程調度

1.協同式線程調度：線程的執行時間由自身控制，線程把工作執行完之後，通知系統切換到另一個線程上，協同式調度最大的好處就是實現簡單，而且由於線程要把自己的事情幹完才會進行線程切換，切換線程對自己也是可知的，所以不存在線程同步的問題，壞處就是線程執行時間不可控，甚至如果一個線程編寫有問題，一直不告訴系統進行線程切換，那麽程序就會阻塞

2.搶占式線程調度：每個線程將由系統來分配執行時間，線程的切換不由線程本身來決定，線程執行時間可控，不會有一個線程導致整個進程阻塞問題

“建議給某些線程多分配點時間”就引出了線程優先級的概念，優先級越高的線程越容易被系統選擇執行

雖然很多操作系統都有線程的優先級，但是這些優先級不一定可以與java中的線程優先級一一對應！

java體系中線程的狀態

java定義了5種線程狀態，一個線程在任意一個時間點只能有其中一種狀態！

1）新建：創建後尚未啟動的線程

2）運行：包括操作系統中的正在運行和就緒兩種狀態，也就是處於此狀態的線程可能正在運行或者等待cpu分配時間

3）等待：

*無限期等待：處於這種狀態的線程不會被cpu分配執行時間，他們要等待被其他線程喚醒

*限期等待：處於這種狀態的線程也不會被cpu分配執行時間，不過無需等待其他線程喚醒，在一定時間後可以由系統喚醒

4）阻塞：阻塞狀態在等待獲取一個排他鎖

5）結束：已終止線程的線程狀態

JAVA體系的線程的實現，線程的調度，狀態的轉換