一、线程简介

线程 （英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。 大部分情况下，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。 在 Unix System V 及 SunOS 中也被称为轻量进程（lightweight processes），但轻量进程更多指内核线程（kernel thread），而把用户线程（user thread）称为线程。

我们运行 java 程序实际上就是运行了一个 jvm 进程，jvm 默认会用主线程来执行 main 方法，另外 jvm 里面还有负责垃圾回收的其他工作线程等等，java语言做了多线程的支持，也就是说我们可以使用多线程实现多任务。 现代计算机的 cpu 多采用多核架构，为了充分利用性能以及让耗时操作（读写文件等等）更有效率，所以在特定场合（高并发）需要多线程操作。

二、线程属性

• 线程是处理机调度的单位
• 多 cpu 计算机中，各个线程可以占用不同的 cpu
• 每个线程都有一个线程 ID、线程控制块（TCB）
• 线程类似进程也有就绪、堵塞、运行三种状态
• 线程几乎不拥有系统资源
• 同一进程的不同线程间共享进程的资源
• 由于共享内存地址空间资源，同一进程的线程间通信甚至无需系统干预
• 同一进程的线程切换，不会引起进程切换
• 切换同进程内的线程，系统开销很小
• 切换进程，系统开销很大

三、多线程模型

1. 首先介绍线程的实现方式

• 用户级线程(User-Level Thread,ULT)：由应用程序通过线程库实现。所有的线程管理工作都由应用程序负责(包括线程的切换)，无需操作系统干预。

• 内核级线程(Kernel-Level Thread,KLT):线程管理工作由操作系统内核完成。线程调度、切换等工作都由内核负责。 可以说内核级线程就是"从操作系统内核视角可以看到的线程"。

只有内核级线程才是处理机分配的单位

2. 多线程模型

由几个用户级线程映射到记个内核级线程的问题引出了"多线程模型问题"

模型包括三个：

• 多对一模型：多个用户级线程映射到一个内核级线程。开销小，效率高，但是并发度不高，不支持多核处理器并行。
• 一对一模型：一个用户级线程映射到一个内核级线程。并发程度高，但是开销大，效率低。
• 多对多模型：如下图，n个用户线程映射到m个内核级线程(n>=m)。每个用户进程对应 m 个内核级线程。集合了以上两个模型的优点。

四、线程生命周期

关于Java中线程的生命周期，首先看一下下面这张较为经典的图：

上图中基本上囊括了Java中多线程各重要知识点。掌握了上图中的各知识点，Java中的多线程也就基本上掌握了。主要包括：

Java线程具有五中基本状态

• 新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread();
• 就绪状态（Runnable)：当调用线程对象的 start() 方法 t.start();，线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；
• 等待（Waiting）：线程进入等待状态，进入该状态表示当前线程需要等待其他线程做出特定动作（通知或中断）；运行状态中的线程执行 wait() 方法；
• 阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：
  1. 同步阻塞 – 线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；
  2. 其他阻塞 – 发出了 I/O 请求时，线程会进入到阻塞状态。
• 终止状态（Terminated）：线程执行完了或者因异常退出了 run() 方法，该线程结束生命周期。

Java多线程的就绪、运行和死亡状态(注意点)

• 就绪状态转换为运行状态：当此线程得到处理器资源；
• 运行状态转换为就绪状态：当此线程主动调用 yield() 方法或在运行过程中失去处理器资源。
• 运行状态转换为死亡状态：当此线程线程执行体执行完毕或发生了异常。

此处需要特别注意的是：当调用线程的 yield() 方法时，线程从运行状态转换为就绪状态，但接下来 CPU 调度就绪状态中的哪个线程具有一定的随机性，因此，可能会出现 A 线程调用了 yield() 方法后，接下来 CPU 仍然调度了 A 线程的情况。