Java线程实现与安全
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2021-01-27
14:53:23
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Java线程实现与安全线程实现与安全
一、线程的实现
1、线程的三种实现方式
首先并发并不是我们通常我们认为的必须依靠线程才能实现，但是在Java中并发的实现是离不开线程的，线程的主要实现有
三种方式：
使用内核线程（Kernel Thread，KLT）实现
使用用户线程实现
使用用户线程加轻量级进程混合实现
（1）使用内核线程（Kernel Thread，KLT）实现：
直接由OS（操作系统）内核（Kernel）支持的线程，程序中一般不会使用内核线程，而是会使用内核线程的高级接口，即轻
量级进程（Light Weight Process，LWP），也就是通常意义上的线程。
每个轻量级线程与内核线程之间1:1的关系称之为一对一的线程模型。
优点：每个LWP是一个独立调度单元，即使阻塞了，也不会影响整个进程。
缺点：需要在User Mode与Kernel Mode中来回切换，系统调用代价比较高；由于内核线程的支持会消耗一定的内核资源，因
此一个系统支持轻量级进程的数量是有限的。
（2）使用用户线程实现：
广义上来说，一个线程只要不是内核线程就可以认为是用户线程（User Thread，UT），但其实现仍然建立在内核之上；狭义
上来说，就是UT是指完全建立在用户空间的线程库上，Kernel完全不能感到线程的实现，线程的所有操作完全在User Mode
中完成，不需要内核帮助（部分高性能数据库中的多线程就是UT实现的）
缺点：所有的线程都需要用户程序自己处理，以至于“阻塞如何解决”等问题很难解决，甚至无法实现。所以现在Java等语言中
已经抛弃使用用户线程。
优点：不需要内核支持
（3）使用用户线程加轻量级进程混合实现：
内核线程与用户线程一起使用的实现方式，而OS提供支持的轻量级进程则是作为用户线程与内核线程之间的桥梁。UT与LWP
的数量比是不定的，是M:N的关系（许多Unix系列的OS都提供M:N的线程模型）
2、Java线程的实现与调度
（1）Java线程的实现：
OS支持怎样的线程模型，都是由JVM的线程怎么映射决定的。
在Sun JDK中，Windows与Linux都是使用一对一的线程模型实现（一条Java线程映射到一条轻量级进程之中）；
在Solaris平台中，同时支持一对一与多对多的线程模型
（2）Java线程调度：
是指系统内部为线程分配处理使用权的过程，主要调度分为两种，分别是协同式线程调度和抢占式线程调度。
1）协同式调度：线程执行时间由线程本身控制，线程工作结束后主动通知系统切换到另一个线程去。
① 缺点：线程执行时间不可控，切换时间不可预知。如果一直不告诉系统切换线程，那么程序就一直阻塞在那里。
② 优点：实现简单，由于是先把线程任务完成再切换，所以切换操作对线程自己是可知的。
2）抢占式调度：线程执行时间由系统来分配，切换不由线程本身决定，Java使用就是抢占式调度。并且可以分配优先级
（Java线程中设置了10中级别），但并不是靠谱的（优先级可能会在OS中被改变），这是因为线程调度最终被映射到OS
上，由OS说了算，所以不见得与Java线程的优先级一一对应（事实上Windows有7中，Solairs中有2的31次方）
二、线程安全
1、Java中五种共享数据
（1）不可变：典型的final修饰是不可变的（在构造器结束之后），还有String对象以及枚举类型这些本身不可变的。
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