东莞网站建设时间,外贸网站建设步骤,wordpress 置顶在前,室内设计方案图并发不一定要依赖多线程#xff08;如PHP中很常见的多进程并发#xff09;#xff0c;但是在Java里面谈论并发#xff0c;大多数都与线程脱不开关系。 线程是比进程更轻量级的调度执行单位#xff0c;线程的引入#xff0c;可以把一个进程的资源分配和执行调度分开#…并发不一定要依赖多线程如PHP中很常见的多进程并发但是在Java里面谈论并发大多数都与线程脱不开关系。 线程是比进程更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既可以共享进程资源内存地址、文件I/O等又可以独立调度线程是CPU调度的基本单位。 主流的操作系统都提供了线程实现Java语言则提供了在不同硬件和操作系统平台下对线程操作的统一处理每个已经执行start且还未结束的java.lang.Thread类的实例就代表了一个线程。我们注意到Thread类与大部分的Java API有显著的差别它的所有关键方法都是声明为Native的。在Java API中一个Native方法往往意味着这个方法没有使用或无法使用平台无关的手段来实现当然也可能是为了执行效率而使用Native方法不过通常最高效率的手段也就是平台相关的手段。 线程的实现 实现线程主要有3种方式使用内核线程实现、使用用户线程实现和使用用户线程加轻量级进程混合实现。 使用内核线程实现 内核线程Kernel-Level Thread,KLT就是直接由操作系统内核Kernel下称内核支持的线程这种线程由内核来完成线程切换内核通过操纵调度器Scheduler对线程进行调度并负责将线程的任务映射到各个处理器上。每个内核线程可以视为内核的一个分身这样操作系统就有能力同时处理多件事情支持多线程的内核就叫做多线程内核Multi-Threads Kernel。 程序一般不会直接去使用内核线程而是去使用内核线程的一种高级接口——轻量级进程Light Weight Process,LWP轻量级进程就是我们通常意义上所讲的线程由于每个轻量级进程都由一个内核线程支持因此只有先支持内核线程才能有轻量级进程。这种轻量级进程与内核线程之间1:1的关系称为一对一的线程模型。 由于内核线程的支持每个轻量级进程都成为一个独立的调度单元即使有一个轻量级进程在系统调用中阻塞了也不会影响整个进程继续工作但是轻量级进程具有它的局限性 首先由于是基于内核线程实现的所以各种线程操作如创建、析构及同步都需要进行系统调用。而系统调用的代价相对较高需要在用户态User Mode和内核态Kernel Mode中来回切换。 其次每个轻量级进程都需要有一个内核线程的支持因此轻量级进程要消耗一定的内核资源如内核线程的栈空间因此一个系统支持轻量级进程的数量是有限的。 使用用户线程实现 从广义上来讲一个线程只要不是内核线程就可以认为是用户线程User Thread,UT因此从这个定义上来讲轻量级进程也属于用户线程但轻量级进程的实现始终是建立在内核之上的许多操作都要进行系统调用效率会受到限制。 而狭义上的用户线程指的是完全建立在用户空间的线程库上系统内核不能感知线程存在的实现。用户线程的建立、同步、销毁和调度完全在用户态中完成不需要内核的帮助。如果程序实现得当这种线程不需要切换到内核态因此操作可以是非常快速且低消耗的也可以支持规模更大的线程数量部分高性能数据库中的多线程就是由用户线程实现的。这种进程与用户线程之间1N的关系称为一对多的线程模型。 使用用户线程的优势在于不需要系统内核支援劣势也在于没有系统内核的支援所有的线程操作都需要用户程序自己处理。线程的创建、切换和调度都是需要考虑的问题而且由于操作系统只把处理器资源分配到进程那诸如“阻塞如何处理”、“多处理器系统中如何将线程映射到其他处理器上”这类问题解决起来将会异常困难甚至不可能完成。因而使用用户线程实现的程序一般都比较复杂此处所讲的“复杂”与“程序自己完成线程操作”并不限制程序中必须编写了复杂的实现用户线程的代码使用用户线程的程序很多都依赖特定的线程库来完成基本的线程操作这些复杂性都封装在线程库之中除了以前在不支持多线程的操作系统中如DOS的多线程程序与少数有特殊需求的程序外现在使用用户线程的程序越来越少了Java、Ruby等语言都曾经使用过用户线程最终又都放弃使用它。 使用用户线程加轻量级进程混合实现 线程除了依赖内核线程实现和完全由用户程序自己实现之外还有一种将内核线程与用户线程一起使用的实现方式。在这种混合实现下既存在用户线程也存在轻量级进程。用户线程还是完全建立在用户空间中因此用户线程的创建、切换、析构等操作依然廉价并且可以支持大规模的用户线程并发。而操作系统提供支持的轻量级进程则作为用户线程和内核线程之间的桥梁这样可以使用内核提供的线程调度功能及处理器映射并且用户线程的系统调用要通过轻量级线程来完成大大降低了整个进程被完全阻塞的风险。在这种混合模式中用户线程与轻量级进程的数量比是不定的即为NM的关系。许多UNIX系列的操作系统如Solaris、HP-UX等都提供了NM的线程模型实现。 Java线程的实现 对于Sun JDK来说它的Windows版与Linux版都是使用一对一的线程模型实现的一条Java线程就映射到一条轻量级进程之中因为Windows和Linux系统提供的线程模型就是一对一的。 在Solaris平台中由于操作系统的线程特性可以同时支持一对一通过Bound Threads或Alternate Libthread实现及多对多通过LWP/Thread Based Synchronization实现的线程模型因此在Solaris版的JDK中也对应提供了两个平台专有的虚拟机参数-XXUseLWPSynchronization默认值和-XXUseBoundThreads来明确指定虚拟机使用哪种线程模型。 Java线程调度 线程调度是指系统为线程分配处理器使用权的过程主要调度方式有两种分别是协同式线程调度Cooperative Threads-Scheduling和抢占式线程调度Preemptive Threads-Scheduling。 协同式调度 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一个线程上。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。Lua语言中的“协同例程”就是这类实现。它的坏处也很明显线程执行时间不可控制甚至如果一个线程编写有问题一直不告知系统进行线程切换那么程序就会一直阻塞在那里。很久以前的Windows 3.x系统就是使用协同式来实现多进程多任务的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。 抢占式调度 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。在JDK后续版本中有可能会提供协程Coroutines方式来进行多任务处理。与前面所说的Windows 3.x的例子相对在Windows 9x/NT内核中就是使用抢占式来实现多进程的当一个进程出了问题我们还可以使用任务管理器把这个进程“杀掉”而不至于导致系统崩溃。 线程优先级 虽然Java线程调度是系统自动完成的但是我们还是可以“建议”系统给某些线程多分配一点执行时间另外的一些线程则可以少分配一点——这项操作可以通过设置线程优先级来完成。Java语言一共设置了10个级别的线程优先级Thread.MIN_PRIORITY至Thread.MAX_PRIORITY在两个线程同时处于Ready状态时优先级越高的线程越容易被系统选择执行。不过线程优先级并不是太靠谱原因是Java的线程是通过映射到系统的原生线程上来实现的所以线程调度最终还是取决于操作系统虽然现在很多操作系统都提供线程优先级的概念但是并不见得能与Java线程的优先级一一对应如Solaris中有2147483648232种优先级但Windows中就只有7种比Java线程优先级多的系统还好说中间留下一点空位就可以了但比Java线程优先级少的系统就不得不出现几个优先级相同的情况了表12-1显示了Java线程优先级与Windows线程优先级之间的对应关系Windows平台的JDK中使用了除THREAD_PRIORITY_IDLE之外的其余6种线程优先级。 上文说到“线程优先级并不是太靠谱”不仅仅是说在一些平台上不同的优先级实际会变得相同这一点还有其他情况让我们不能太依赖优先级优先级可能会被系统自行改变。例如在Windows系统中存在一个称为“优先级推进器”Priority Boosting当然它可以被关闭掉的功能它的大致作用就是当系统发现一个线程执行得特别“勤奋努力”的话可能会越过线程优先级去为它分配执行时间。因此我们不能在程序中通过优先级来完全准确地判断一组状态都为Ready的线程将会先执行哪一个。 线程状态转换 Java语言定义了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RunableRunable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入无限期的等待状态 没有设置Timeout参数的Object.wait方法。没有设置Timeout参数的Thread.join方法。LockSupport.park方法。 4.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入限期等待状态 Thread.sleep方法。设置了Timeout参数的Object.wait方法。设置了Timeout参数的Thread.join方法。LockSupport.parkNanos方法。LockSupport.parkUntil方法。 5.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”则是在等待一段时间或者唤醒动作的发生。在程序等待进入同步区域的时候线程将进入这种状态。 6.结束Terminated已终止线程的线程状态线程已经结束执行。 转载于:https://www.cnblogs.com/wade-luffy/p/6051384.html
