朝花夕拾

Appearance

Java 线程模型 ​

字数: 0 字 时长: 0 分钟

线程模型 ​

  1. 用户态线程 (User-Level Thread)

jdk 1.0 的早期实现，完全由 JVM 在用户空间管理,开销小、速度快，但一个线程阻塞会导致整个进程阻塞

  1. 内核态线程 (Kernel-Level Thread)

Java 1.2 引入，HotSpot 采用此模型，Java 线程 1:1 映射到内核线程，可真正的并行执行，但是涉及内核态和用户态切换，开销大

  1. 混合模型 （协程）

jdk 21 提供虚拟线程（Virtual Threads）,本质上是协程的一种实现

  • 本质：大量的用户态线程（虚拟线程）映射到少量的载体线程（ForkJoinPool内核线程）
  • 优势：兼容现有 Thread API,无需关注协程底层即可适应高并发场景，避免上下文切换开销
  • 场景：适合 I/O 密集型场景，例如网络服务、数据库访问等

JVM 创建 Native Thread 的流程 ​

当调用 new Thread().start() 时：

  1. JAVA 创建一个 Thread 对象，初始化栈大小、优先级等参数
  2. JVM 内部检查线程参数 （如 -Xss 栈大小），调用 pthread_create (Linux) 或 CreateThread (Windows) 等操作系统 API 创建线程
  3. 新创建的 Native Thread 执行入口函数 (如 hotsopt/src/os/linux/vm/os_linux.cpp 中的 java_start 函数)， 初始化线程的 栈帧、程序计数器、寄存器状态，并关联 Java 层的 Thread 对象
  4. Native Thread 跳转到 Java Thread 的 run() 方法的机器码入口，开始执行用户代码

线程中断 ​

当调用 Thread.interrupt() 并不会直接操作 Native Thread ,而是设置 Thread 对象的中断状态位

如果 Native Thread 因 wait()、sleep() 等阻塞时，JVM 注入中断信号时，会唤醒线程，抛出 InterruptedException

虚拟线程 ​

每个 Native Thread 需要独立的内核栈 （通常 1~8 MB）和上下文切换成本，创建数量也受操作系统限制

而 JDK21 带来了革命性的虚拟线程（Virtual Thread），多个 Virtual Thread 复用一个 Native Thread，创建和调度开销都很小

Java 线程生命周期 ​

线程生命周期.webp