【hotspot源码】Java线程创建过程中的各种细节

上周，有客户问我Java线程是如何运行的，我觉得有点复杂……想想看，这个Java线程后面其实还附加着一个操作系统线程，中间还有好几层。
太复杂了。

让我引导您完成创建过程：
1 初始化 Java Thread 对象：就像创建一个新对象一样简单。
设置一些属性，例如优先级以及是否为守护线程。
事情还没有开始。
JavaThread的状态是NEW，与操作系统无关。
OSThread 尚未创建。
例如，2 02 3 年，当我在上海的一家购物中心编码时，我刚刚完成一个新的 Thread，还没有调用 start。
这只是一个装饰品。

2 调用start()开始：此时一切都会发生。
start() 方法将首先检查您的线程是否已启动。
如果正在运行，再次调用就会报错。
如何保证安全启动？ Hotspot使用了一种叫做Parker的东西，这是一种锁定机制，以确保创建根线程和执行java_start方法只执行一次。
例如，当我在 2 02 3 年为北京的一家公司编码时，我注意到多个线程被同时启动。
Parker锁可以防止同时创建多个操作系统线程。

3 创建操作系统线程：调用 os::create_thread，然后操作系统 API（例如 Linux 的 pthread_create）开始创建实际的操作系统线程。
一旦线程开始运行，它就会执行 java_start 方法，该方法通过 JNI 调用 Java 类的 run 方法。
一旦父线程被创建，其ID（如Linux中的pthread_t）将被存储在OSThread中（第1 8 行），以方便后续的挂起和唤醒操作。

比较复杂的状态管理：
JavaThread状态：由JVM管理，包括NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING/TIMED_WAITING、TERMINATED等。
它反映了JVM中线程的逻辑状态，如等待锁、等待条件变量等。
例如，2 02 3 年我在深圳一家公司编码时，线程调整了Object.wait，JavaThread状态变成了WAITING。
OSThread状态：由操作系统管理，如Linux的TASK_RUNNING和TASK_INTERRUPTIBLE。
例如，如前所述，在 Object.wait 之后，OSThread 状态可能会更改为 WAITING（或更准确地说，TASK_INTERRUPTIBLE）。
状态同步：如何同步？ JVM 通过 JNI 调用或语义与操作系统交互。
例如，当从 RUNNABLE 变为 BLOCKED 时，JVM 告诉 OS 挂起原来的线程；释放锁后，JVM 恢复线程，JavaThread 状态变回 RUNNABLE。

解耦设计的好处：
灵活性：可以在启动之前配置线程属性，例如堆栈大小和CPU关联性。
想一想，如果你发现线程栈太小，你可能启动前调整好，无需重新启动。
安全性：避免多个调用线程同时启动引起的问题。
我以前也遇到过麻烦。
2 02 2 年，在上海的一家公司，据说两条流程同时启动。
结果，创建了两个操作系统线程，CPU 飙升至 1 00%，几乎导致服务器瘫痪。
资源控制：延迟操作系统线程的创建，以减少不必要的系统资源使用。
例如，如果您创建多个主题但只运行几个主题，这可以为您省去很多麻烦。

为什么我们需要维护两个状态机？
抽象隔离：JavaThread状态暴露给开发者，对应Java的线程生命周期； OSThread 状态暴露给操作系统，操作系统处理和调度这些基本的事情。
跨平台兼容性：不同操作系统的线程状态差异很大，JVM通过OSThread掩盖了这些差异。
性能优化：部分操作仅修改Java状态，无需与OS打交道，减少系统调用。

可分离字符串（PTHREAD_CREATE_DETACHED）：
避免僵尸字符串：默认字符串是可连接的，必须手动回收；当分离线程结束时，资源会自动释放，以避免资源泄漏。
JVM管理需求：Java线程生命周期由JVM控制，无需外部回收，逻辑简化。

关键路径：
创建线程：Thread.start()→JavaThread::start()→os::create_thread()→pthread_create()。
状态同步：JavaThread::set_state()→OSThread::set_state()→调用OS API。
资源回收：当分离线程结束时，pthread_exit()将触发OSThread清理，JVM将回收JavaThread对象。

不管怎样，你看，Hotspot的设计相当复杂，但是它解决了性能和跨平台兼容性问题。
如果你很好地理解了这些细节，那么在编写多线程程序时就可以避免很多陷阱，比如线程死锁、资源泄漏等等。
但说实话，每次看这些源码，我都感觉头晕……

线程池创建的四种方法是什么

创建线程池有四种方法。
直接使用Executors工厂方法非常简单。

newCachedThreadPool：闲置 6 0 秒后回收，并在任务到达时启动新线程。
说白了，就是按需创作，无论数量多少。
上周我刚刚处理了一个高并发的HTTP请求，速度非常快。

newFixedThreadPool：固定数量的线程，满时排队。
其实这是为了避免频繁创建讨论线程。
我的项目使用 8 个线程，具体取决于 CPU 核心的数量。

newSingleThreadExecutor：单线程执行，保证顺序。
说白了，任务是一个接一个的。
适合顺序日志写入。

newScheduledThreadPool：专用于计划任务。
Planning()是延迟执行，planningAtFixedRate()是固定频率。
我怎么能这样说呢？这非常适合检测心跳。

但是说实话，Executors的默认设置并不可靠。
newFixedThreadPool无限队列尤其可怜。
我一般不建议直接使用它。
首先手动配置 ThreadPoolExecutor 设置。