03-线程的核心原理

第一章-多线程-03-线程的核心原理

author：陈镇坤27

日期：不知道

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CPU时间片

现代操作系统具备强大的线程管理能力，java越来越多地选择将线程的调度交给操作系统的调度进程去完成。

什么是CPU时间片

不同机器的CPU将自身的时间按毫秒进行分段。线程获得CPU时间片，即获得CPU调度的时间。

例如：2GHz的CPU，每秒计算20亿次，如果该CPU时间片长度为20ms，则每个CPU时间片能计算的次数为4000万次。

主流线程调度方式

获得CPU时间片的线程处于运行状态，而没得到时间片的线程则处于就绪状态。

线程调度模型

什么是分时调度模型？

系统平均分配CPU时间片给所有线程。

什么是抢占式调度模型？

系统按照线程优先级随机分配CPU时间片给线程。

（主流，这也是为什么Java的线程有优先级调度的原因）

线程优先级

Thread中的属性priority表示线程优先级。

默认值5，最小值1，最大值10，（这三个值都有对应的常量可以使用）数字越大，优先级越高，与之对应的线程获得执行机会更多，但也仅是获得执行的机会，事实上执行次数的多寡，是系统随机的。

线程的生命周期

在Thread内部有一个的公共枚举类State表示Thread的状态

Thread实例后状态为NEW；

start后状态为RUNNABLE；

代码执行结束（或抛异常）则状态转为TERMINATED；

如果调用Thread.sleep、Object.wait：抢占对象监视锁、Thread.join：线程合并、LockSupport.parknanos：让线程等待n纳秒、LockSupport.parkUntil：让线程等待n 单位时间 等方法，则状态转为TIMED_WAITING状态

线程的RUNNABLE与操作系统的RUNNABLE的差异

JVM线程的RUNNABLE不代表操作系统的RUNNABLE。

JVM的RUNNABLE代表就绪或运行。而操作系统的则代表运行。

实际上，JVM将线程调度通过JNI本地调用来委派给操作系统的线程管理API，而在start后，操作系统便进入就绪状态，等待获取CPU时间片，获取到时，则进入运行状态，时间片用完，如果代码逻辑还没结束，则又回到就绪状态，循环往复，直到最后的TERMINATED

使用Jstack查看线程状态

操作

jstack <pid> // pid为进程id

作用

打印jvm实例的线程快照，即打印jvm实例中每个线程正在执行方法的堆栈集合。

目的

分析线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。

注意

实际操作中，需要至少三次dump出日志进行分析；

不同的虚拟机，虚拟机的不同版本dump的日志都可能不一样；

操作结果例图及解释

如图包含GC线程、VM Periodic Task线程（周期性任务调度（内存、JVM运行状况监控）线程），二者随JVM启动产生；

tid：java实例线程id；

nid：对应的操作系统线程id；

prio：java实例线程优先级；

os_prio：对应的操作系统线程的优先级；