我們知道,new一個thread,調用它的start的方法,就可以創建一個線程,並且啟動該線程,然後執行該線程需要執行的業務邏輯,
那麼run方法是怎麼被執行的呢?
我們知道,java的一個線程實際上是對應了操作系統的一個線程;
而操作系統實現線程有三種方式:
簡要說明:
內核線程(Kernel-Level Thread簡稱KLT)是直接由操作系統內核直接支持的線程,這種線程由內核完成線程切換,內核通過操縱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為內核的一個分身,這樣操作系統就有能力處理多件事情,這種支持多線程的內核就叫做多線程內核;
程序一般不會直接操作內核線程,而是去使用內核線程的一種高級接口:輕量級進程(Light Weight Process,簡稱LWP),輕量級進程就是我們通常所講的
線程,每個輕量級進程都由一個內核線程支持,這種輕量級進程與內核線程1:1的關系稱為一對一的線程模型。
優勢:由於有了內核線程的支持,每個輕量級進程都稱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繼續工作;
劣勢:
簡要說明:
用戶線程:
特點:
用戶線程的優勢就是不需要系統內核支援,劣勢就是沒有內核支持,所有的線程操作(如線程的創建、切換和調度等)都需要用戶程序自己處理。
簡要說明:
用戶線程+輕量級進程特點:
Java線程在JDK1.2之前,是基於用戶線程實現的。而在JDK1.2中,線程模型替換為基於操作系統原生線程模型來實現。
而在目前的JDK版本中,操作系統支持怎樣的線程模型,在很大程度上決定了Java虛擬機的線程是怎樣映射的,這點在不同的平台上沒法達成一致。
對於Sun JDK來說,它的Windows版本和Linux版本都是使用一對一的線程模型實現的,一條Java線程映射到一條輕量級進程之中。
Desc:我們看到,無論以哪種方式創建,最終我們都會重寫一個叫做 run 的方法,來處理我們的業務邏輯,然而我們都是調用一個start方法,來啟動一個線程;
那 start方法和run方法之間是一個什麼關系呢?從後邊的介紹我們將獲得這樣一個信息:run就是一個回調函數,和我們普通的函數沒有區別。
一個 Java 線程的創建本質上就對應了一個本地線程(native thread)的創建,兩者是一一對應的。
關鍵問題是:本地線程執行的應該是本地代碼,而 Java 線程提供的線程函數(run)是 Java 方法,編譯出的是 Java 字節碼,
所以, Java 線程其實提供了一個統一的線程函數,該線程函數通過 Java 虛擬機調用 Java 線程方法 , 這是通過 Java 本地方法調用來實現的。
以下是 Thread#start 方法的示例:
可以看到它實際上調用了本地方法 start0, 而start0聲明如下:
private native void start0();
也就是新創建的線程啟動調用native start0方法,而這些native方法的注冊是在Thread對象初始化的時候完成的,look:
Thread 類有個 registerNatives 本地方法,該方法主要的作用就是注冊一些本地方法供 Thread 類使用,如 start0(),stop0() 等等,可以說,所有操作本地線程的本地方法都是由它注冊的。
這個方法放在一個 static 語句塊中,當該類被加載到 JVM 中的時候,它就會被調用,進而注冊相應的本地方法。
而本地方法 registerNatives 是定義在 Thread.c 文件中的。Thread.c 是個很小的文件,它定義了各個操作系統平台都要用到的關於線程的公用數據和操作,如下:
1 JNIEXPORT void JNICALL 2 Java_Java_lang_Thread_registerNatives (JNIEnv *env, jclass cls){ //registerNatives 3 (*env)->RegisterNatives(env, cls, methods, ARRAY_LENGTH(methods)); 4 } 5 static JNINativeMethod methods[] = { 6 {"start0", "()V",(void *)&JVM_StartThread}, //start0 方法 7 {"stop0", "(" OBJ ")V", (void *)&JVM_StopThread}, 8 {"isAlive","()Z",(void *)&JVM_IsThreadAlive}, 9 {"suspend0","()V",(void *)&JVM_SuspendThread}, 10 {"resume0","()V",(void *)&JVM_ResumeThread}, 11 {"setPriority0","(I)V",(void *)&JVM_SetThreadPriority}, 12 {"yield", "()V",(void *)&JVM_Yield}, 13 {"sleep","(J)V",(void *)&JVM_Sleep}, 14 {"currentThread","()" THD,(void *)&JVM_CurrentThread}, 15 {"countStackFrames","()I",(void *)&JVM_CountStackFrames}, 16 {"interrupt0","()V",(void *)&JVM_Interrupt}, 17 {"isInterrupted","(Z)Z",(void *)&JVM_IsInterrupted}, 18 {"holdsLock","(" OBJ ")Z",(void *)&JVM_HoldsLock}, 19 {"getThreads","()[" THD,(void *)&JVM_GetAllThreads}, 20 {"dumpThreads","([" THD ")[[" STE, (void *)&JVM_DumpThreads}, 21 };
觀察上邊一小段代碼,可以容易的看出 Java 線程調用 start->start0 的方法,實際上會調用到 JVM_StartThread 方法,那這個方法又是怎麼處理的呢?
實際上,我們需要看到的是該方法最終要調用 Java 線程的 run 方法,事實的確也是這樣的。
在 jvm.cpp 中,有如下代碼段:
JVM_ENTRY(void, JVM_StartThread(JNIEnv* env, jobject jthread)){ ... native_thread = new JavaThread(&thread_entry, sz); ... }
這裡JVM_ENTRY是一個宏,用來定義JVM_StartThread 函數,可以看到函數內創建了真正的平台相關的本地線程,其線程函數是 thread_entry,如下:
static void thread_entry(JavaThread* thread, TRAPS) { HandleMark hm(THREAD); Handle obj(THREAD, thread->threadObj()); JavaValue result(T_VOID); JavaCalls::call_virtual(&result,obj, KlassHandle(THREAD,SystemDictionary::Thread_klass()), vmSymbolHandles::run_method_name(), //LOOK! 看這裡 vmSymbolHandles::void_method_signature(),THREAD); }
可以看到調用了 vmSymbolHandles::run_method_name 方法,而run_method_name是在 vmSymbols.hpp 用宏定義的:
class vmSymbolHandles: AllStatic { ... template(run_method_name,"run") //LOOK!!! 這裡決定了調用的方法名稱是 “run”! ... }