Java线程

一、线程是什么

　　线程是比进程更轻量的调度单位，线程可以共享进程资源（内存地址、文件I/O等），又可以独自调度。

　　Java中，线程是处理器执行调度的最基本单位。

　　主流操作系统都提供了线程实现，Java语言提供了不同操作系统平台和不同硬件下对线程的同一处理。

二、线程分类

　　1. 内核线程

　　　　内核线程（Kernel-level Thread，KLT）是操作系统内核支持的线程，操作系统内核通过操作调度器（Scheduler）对内核线程进行调度切换，并将内核线程任务映射到各个处理器上，内核线程可以称为处理器的分身。从而让每个处理器具有处理多事务的能力。支持多线程的内核称为多线程内核（Multi-Threads Kernel）。由于受内核和处理器限制，内核线程数是受限的，不能大规模创建和并发。

　　2. 轻量级进程

　　　　轻量级进程是指内核线程的高级接口，每个轻量级进程都需要内核线程支持。通常开发不会直接使用内核线程，而是通过内核线程的高级接口使用轻量级进程，轻量级进程通常也称为用户线程。轻量级进程和内核线程是1对1的关系。

　　3. 用户线程

　　　　广义上说只要不是内核线程都是用户线程，从定义上轻量级进程也属于用户线程，但是，轻量级进程的调度是建立在系统内核之上的，是由操作系统进行调度的，在效率上收到限制，不具备用户线程的优点。

　　　　狭义上说，用户线程是建立在用户空间的线程，系统内核是感知不到用户空间的线程的，用户空间的线程的建立、同步、销毁、调度都是有用户空间自己完成的，不需要内核的帮助。

三、线程模型

　　1. 1对1关系的内核线程和轻量级进程

 

 　　由于轻量级进程是内核线程支持的，即使某个轻量级进程被堵塞了，也不会影响整个进程继续工作。轻量级进程也有一定的局限，由于轻量级进程是内核线程支持的，轻量级进程的创建、析构、同步都需要系统调用，而系统调用代价相对较高，需要在内核态和用户态进行切换。

　　2. 1对N关系的进程和用户线程

 

 

　　3. N对M关系混合模式

　　内核线程和用户线程一起使用的模式，就是多对多的关系，这种关系下即有用户线程，也有轻量级进程。用户线程依然建立在用户空间，用户线程的建立、切换、析构和同步都需要用户空间维护，可以支持大规模并发实现。

三、Java线程的实现

　　《Java虚拟机规范》没有对线程的实现做约束，在JDK 1.2前统一称为“绿色线程”的用户线程实现。在JDK 1.3后，主流平台Java虚拟机采用基于操作系统的内核线程模型实现的，也就是1对1关系的线程模型。其他平台也才用不同的线程实现模型。

四、并发模型

　　1. 1对1关系的线程模型

　　　　1对1关系的线程模型坏处是用户线程映射到系统的内核线程上，就是用户态和内核态切换，所以，切换的调度成本相对较高。

　　2. 协程

　　　　协程分为有栈协程和无栈协程，在Java中实现的是有栈协程，可以使用独立协程库Quasar。