基本概念
Java 线程其实是映射到操作系统的内核线程上的，所以 Java 线程基本上也就是操作系统在进行管理。在 Linux系统中，线程和进程用的是同一个结构体进行描述的，只不过进程拥有自己独立的地址空间，而同一个进程的多个线程之间是共享资源的。
简单说明： 本文基于 openjdk 1.8 进行
线程状态
每种线程状态的切换条件, 以及调用方法如下图所示 ：
线程具有一下几种状态 Java 的线程状态在 Thread.State 枚举中定义代码如下
public enum State { //新创建，未启动 NEW, //在jvm 中运行，也可能正在等待操作系统的其他资源 RUNNABLE, //阻塞，并且正在等待监视器锁 BLOCKED, //处于等待状态的线程，正在等待另一个线程执行特定的操作 WAITING, //限期等待， 可以设置最大等待时间 TIMED_WAITING, //结束 TERMINATED; }
线程创建
- 继承 Thread 类, 代码如下:
class PrimeThread extends Thread { long minPrime; PrimeThread(long minPrime) { this.minPrime = minPrime; } public void run() { // compute primes larger than minPrime . . . } } // 启动线程 PrimeThread p = new PrimeThread(143); p.start();
- 实现 Runable 接口, 代码如下 (通常推荐使用这种方式):
class PrimeRun implements Runnable { long minPrime; PrimeRun(long minPrime) { this.minPrime = minPrime; } public void run() { // compute primes larger than minPrime . . . } } // 启动线程 PrimeRun p = new PrimeRun(143); new Thread(p).start();
hotspot 源码
JNI 机制
JNI 是 Java Native Interface 的缩写，它提供了若干的 API 实现了Java和其他语言的通信（主要是C和C++）。
JNI的适用场景当我们有一些旧的库，已经使用C语言编写好了，如果要移植到Java上来，非常浪费时间，而JNI可以支持Java程序与C语言编写的库进行交互，这样就不必要进行移植了。或者是与硬件、操作系统进行交互、提高程序的性能等，都可以使用JNI。需要注意的一点是需要保证本地代码能工作在任何Java虚拟机环境。
JNI的副作用一旦使用JNI，Java程序将丢失了Java平台的两个优点：
- 程序不再跨平台，要想跨平台，必须在不同的系统环境下程序编译配置本地语言部分。
- 程序不再是绝对安全的，本地代码的使用不当可能会导致整个程序崩溃。一个通用规则是，调用本地方法应该集中在少数的几个类当中，这样就降低了Java和其他语言之间的耦合。
举个例子这块操作比较多，可以参考如下的资料
启动流程
启动流程如下
线程启动
Java 创建线程 Thread 实例之后，是通过 start 方法进行启动该线程，通知执行。在 start 方法的内部，调用的是 start0() 这个本地方法。我们可以从该方法为入口分析 JVM 对于 Thread 的底层实现。
public synchronized void start() { // 判断线程状态 if (threadStatus != 0) throw new IllegalThreadStateException(); // 添加到组 group.add(this); boolean started = false; try { // 启动线程 start0(); started = true; } finally { try { if (!started) { group.threadStartFailed(this); } } catch (Throwable ignore) { /* do nothing. If start0 threw a Throwable then it will be passed up the call stack */ } } } private native void start0();
start0() 是一个本地方法，咱们按照 JNI 规范可以到 hotspot 虚拟源码中查找 java_lang_Thread_start0 这个函数。定义如下：
/* * Class: java_lang_Thread * Method: start0 * Signature: ()V */ JNIEXPORT void JNICALL Java_java_lang_Thread_start0 (JNIEnv *, jobject);
通过注释 Method: start0 我可以猜到，在 jvm 的内部也可能会存在 start0 这个方法，于是我又搜索了一下这个方法，找到了 Thread.c 文件。可以看到里面有一个 Java_java_lang_Thread_registerNatives() 方法，这就是用来初始化在 Thread.java 与其他方法的绑定，并且在 Threa.java 的第一个 static 块中就调用了这个方法，保证这个方法在类加载中是第一个被调用的方法。这个 native 方法的作用是为其他 native 方法注册到JVM中。 代码如下所示：
static JNINativeMethod methods[] = { {"start0", "()V", (void *)&JVM_StartThread}, {"stop0", "(" OBJ ")V", (void *)&JVM_StopThread}, {"isAlive", "()Z", (void *)&JVM_IsThreadAlive}, {"suspend0", "()V", (void *)&JVM_SuspendThread}, {"resume0", "()V", (void *)&JVM_ResumeThread}, {"setPriority0", "(I)V", (void *)&JVM_SetThreadPriority}, {"yield", "()V", (void *)&JVM_Yield}, {"sleep", "(J)V", (void *)&JVM_Sleep}, {"currentThread", "()" THD, (void *)&JVM_CurrentThread}, {"countStackFrames", "()I", (void *)&JVM_CountStackFrames}, {"interrupt0", "()V", (void *)&JVM_Interrupt}, {"isInterrupted", "(Z)Z", (void *)&JVM_IsInterrupted}, {"holdsLock", "(" OBJ ")Z", (void *)&JVM_HoldsLock}, {"getThreads", "()[" THD, (void *)&JVM_GetAllThreads}, {"dumpThreads", "([" THD ")[[" STE, (void *)&JVM_DumpThreads}, {"setNativeName", "(" STR ")V", (void *)&JVM_SetNativeThreadName}, }; #undef THD #undef OBJ #undef STE #undef STR JNIEXPORT void JNICALL Java_java_lang_Thread_registerNatives(JNIEnv *env, jclass cls) { (*env)->RegisterNatives(env, cls, methods, ARRAY_LENGTH(methods)); }
