Java线程调度

一、Java线程和Linux内核线程的映射关系

1、使用内核线程(Kernel-Level Thread)实现

内核线程(Kernel-Level Thread): 就是直接由操作系统内核(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。

多线程内核(Multi-Threads Kernel):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个事情,支持多线程的内核就叫多线程内核

轻量级进程(Light Weight Process)

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——轻量级进程轻量级进程就是我们通常意义上讲的线程。

Java中线程是由jvm调度的,jvm中线程又是由操作系统去调度的,映射关系如图:

Java进程创建线程后会跟内核线程1:1绑定,然后内核通过线程调度器实现调度,最终由处理器处理线程任务。

在进程中使用内核线程会来回切换用户态和内核态。

二、线程调度策略

1、线程调度策略分类

一般分为:抢占式调度和协同式调度。

抢占式调度:每个线程的执行时间、线程切换由系统控制,线程堵塞不会导致进程堵塞;

协同式调度:一个线程执行完了主动通知系统切换另一个线程执行,可能会导致进程堵塞;

2、Java线程放弃cpu使用权归类

1、java线程主动放弃,例如调用yield方法

2、当前线程进入堵塞状态,例如io操作

3、当前线程运行结束

### Java 线程调度机制 Java线程调度Java虚拟机(JVM)和底层操作系统共同完成[^1]。具体来说,Java中的线程调度是基于优先级的抢占式调度,并且不同的JVM实现可能会有不同的调度策略。 #### 抢占式调度 vs 协作式调度Java中主要使用的是抢占式调度。这意味着线程调度器可以在任何时间中断当前正在运行的线程,并将CPU分配给其他优先级更高的线程。即使线程未完成其执行,调度器也能强制中断它。这种方式允许更好的响应系统的实时需求以及多任务环境下的高效运作[^5]。 相比之下,协作式调度则要求线程自行决定何时放弃处理器资源;只有当一个线程自愿让出控制权时才会发生上下文切换。然而,由于某些原因(比如程序错误),可能导致单个线程占用过多的时间片而不释放,从而影响整个应用程序性能甚至造成死锁情况的发生。因此,在实际应用开发过程中较少见到纯粹意义上的合作型方案被采纳。 #### 多级反馈队列算法 为了更公平合理地管理各个不同级别的活动单元之间的竞争关系,许多现代计算机系统采用了多级反馈队列(Multilevel Feedback Queue, MLFQ)作为核心组件之一参与到整体架构设计当中去。该方法通过设立若干个具有固定长度时间片大小差异化的循环缓冲区结构来存储待处理的任务列表,每当一轮轮询结束之后便会依据一定条件调整相应位置上的成员所属类别直至最终达到稳定状态为止。尽管这不是Java特有的特性,但是理解这一概念有助于深入了解Java线程调度的行为模式[^4]。 ```java // 设置线程优先级的例子 Thread thread = new Thread(() -> { System.out.println("Running..."); }); thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); // 或者 MIN_PRIORITY/NORM_PRIORITY ``` 在这个例子中展示了如何设定新创建出来的子线程的重要性级别。需要注意的是虽然可以指定数值范围内的任意整数作为参数传递进去,不过实际上能否生效取决于宿主机平台的具体支持程度以及配置状况等因素的影响。
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