JVM - 线程

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已于 2025-12-05 13:23:29 修改 · 292 阅读

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#jvm #java #数据库

于 2025-12-05 13:22:02 首次发布

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内核线程

Kernel-Level Threads，内核线程是由操作系统内核直接创建、管理和调度的线程，是内核调度的实体，是CPU时间分配的基本单位。映射关系为：1:1，即一个用户线程直接映射到一个内核线程，内核清楚的知道系统中存在的每一个内核线程，并可以独立的调度他们。

当应用程序发起线程创建请求时，这个请求会通过系统调用传递给操作系统内核；内核在内核空间为该线程创建并维护一个线程控制块(TCB)，分配必要的内核资源；内核的调度器将所有内核线程放在统一的就绪队列中，根据优先级、时间片等策略进行调度；每个内核线程都可以独立的分配到任何一个CPU核心上运行；当线程发生切换时，无论是统一进程还是不同进程间的线程切换，都需要内核介入，需要保存当前线程上下文并恢复下一个线程的上下文。

内核可以感知到每一个线程，并能独立调用，可以将不同内核线程同时分配到不同的CPU核心上运行，这使得多线程程序能够真正利用多核处理器的计算能力，实现并行计算；并且内核可以在系统范围内进行多路复用，如果一个线程发生了阻塞操作，内核会将该线程置于阻塞状态，然后调用其他线程继续运行，这极大的提高了系统的整体并发性和响应能力。但是内核的创建和管理成本高，创建、销毁、同步和调度操作都需要进行系统调用，系统调用需要在内核态和用户态之间切换，这个开销远大于在用户空间内完成的函数调用。每个内核线程都需要在内核中分配一些数据结构和资源，系统能同时支持的线程数量是有限的，无法支持海量并发；内核线程的功能和性能依赖于内核实现，如果内核支持较差，上层应用的性能也会受到影响。

内核线程是现在并发编程的基石，它通过在操作系统层面的原生支持，在性能(并行性)和功能(阻塞安全)之间取得很好的平衡，使得开发稳定、高效的多线程应用程序成为可能，真正释放了多核硬件的潜力。