Java线程与Linux内核线程的映射关系（转）

Java线程与Linux内核线程的映射关系

Java线程与Linux内核线程的映射关系Linux从内核2.6开始使用NPTL （Native POSIX Thread Library）支持，但这时线程本质上还轻量级进程。 

Java里的线程是由JVM来管理的，它如何对应到操做系统的线程是由JVM的实现来肯定的。Linux 2.6上的HotSpot使用了NPTL机制，JVM线程跟内核轻量级进程有一一对应的关系。线程的调度彻底交给了操做系统内核，固然jvm还保留一些策略足以影响到其内部的线程调度，举个例子，在linux下，只要一个Thread.run就会调用一个fork产生一个线程。

Java线程在Windows及Linux平台上的实现方式，如今看来，是内核线程的实现方式。这种方式实现的线程，是直接由操做系统内核支持的——由内核完成线程切换，内核经过操纵调度器（Thread Scheduler）实现线程调度，并将线程任务反映到各个处理器上。内核线程是内核的一个分身。程序通常不直接使用该内核线程，而是使用其高级接口，即轻量级进程（LWP），也即线程。这看起来可能很拗口。看图：

（说明：KLT即内核线程Kernel Thread，是“内核分身”。每个KLT对应到进程P中的某一个轻量级进程LWP（也即线程），期间要通过用户态、内核态的切换，并在Thread Scheduler 下反应处处理器CPU上。）

 

       这种线程实现的方式也有它的缺陷：在程序面上使用内核线程，必然在操做系统上屡次来回切换用户态及内核态；另外，由于是一对一的线程模型，LWP的支持数是有限的。

 

对于一个大型程序，咱们能够 开辟的线程数量至少等于运行机器的cpu内核数量。java程序里咱们能够经过下面的一行代码获得这个数量：

  

    Runtime.getRuntime().availableProcessors();

因此最小线程数量即时cpu内核数量。若是全部的任务都是计算密集型的，这个最小线程数量就是咱们须要的线程数。开辟更多的线程只会影响程序的性能，由于线程之间的切换工做，会消耗额外的资源。若是任务是IO密集型的任务，咱们能够开辟更多的线程执行任务。当一个任务执行IO操做的时候，线程将会被阻塞，处理器马上会切换到另一个合适的线程去执行。若是咱们只拥有与内核数量同样多的线程，即便咱们有任务要执行，他们也不能执行，由于处理器没有能够用来调度的线程。

         若是线程有50%的时间被阻塞，线程的数量就应该是内核数量的2倍。若是更少的比例被阻塞，那么它们就是计算密集型的，则须要开辟较少的线程。若是有更多的时间被阻塞，那么就是IO密集型的程序，则能够开辟更多的线程。因而咱们能够获得下面的线程数量计算公式：

线程数量=内核数量 / （1 – 阻塞率）

咱们能够经过相应的分析工具或者java的management包来获得阻塞率的数值。

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