Java與線程
併發並不一定要依賴多線程（比如PHP中很常見的多進程併發），但是Java裏面談論到併發，大多與線程脫不開關係。
1/1 線程的實現
主流操作系統都提供了線程實現，Java語言則提供了在不同硬件和操作系統平臺下對線程操作的統一處理，每個已經執行start（）且還未結束的java.lang.Thread類的實例就代表了一個線程，Thread類與大部分API有明顯的差異，它的所有關鍵方法都是聲明Native的，一個Native方法意味着這個方法是使用非Java語言來實現的。線程實現的主要方式有三種：使用內核線程實現，使用用戶線程實現和使用用戶線程加輕量級進程混合實現。
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1.使用內核線程實現：內核線程就是直接由操作系統內核（Kernel）支持的線程，這種線程由內核來完成線程切換，內核通過調度器（Thread Scheduler）對線程進行調度，程序一般不會直接取使用內核線程，而是取使用內核線程的一種高級接口-----輕量級進程（LWP），輕量級進程就是我們通常意義上所說的線程，這種輕量級進程與內核之間1:1的關係成爲1對1線程模型，如下圖所示
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輕量級進程與內核線程之間1:1的關係
優點：由於內核程序的支持，每個輕量級進程都成爲了一個獨立的調度單元，即使有一個輕量級進程發生了阻塞，也不會影響整個進程繼續工作。
缺點：由於是基於內核線程實現的，所以各種線程操作（如創建，析構和同步）都需要進行系統調用，調用的代價相對較高，需要在用戶狀態和內核狀態來回切換，而且每個輕量級線程都需要內核進程的支持，因此一個系統支持輕量進程的個數是有限的。 -
2.使用用戶線程實現
用戶線程是指完全建立在用戶空間的線程庫上，系統內核不能感知線程存在。用戶線程的建立、同步、銷燬和調度完全在用戶態中完成，不需要內核的幫助。這種進程與用戶線程之間1：N的關係稱爲1對多線程模型，如下圖所示。![12350543-f8d5c3cfdfbc6930.png]()
進程與用戶線程之間1：N的關係
優點：這種線程不需要切換到內核態，因此操作可以是非常快速而且低消耗的，也可以支持更大的線程數量，部分高性能數據庫的多線程就是由用戶線程實現。
缺點：由於沒有系統內核的支援，所有線程操作都是由用戶程序自己處理，處理起來過於複雜，Java已經放棄使用它。 -
3.使用用戶線程加輕量級進程混合實現
除了上述兩種實現外，還有一種將內核線程與用戶線程一起使用的實現方式。這種混合方式下，既存在用戶線程也存在輕量級進程，用戶線程與輕量級線程的數量比是不確定的，即爲N:M的關係，如下圖所示，這種就是多對多線程模式（讓我想起了Mysql數據庫的關係模式....）。![12350543-fde3f3c4739dc691.png]()
用戶線程與輕量級線程之間N：M的關係
優點：用戶線程完全建立在用戶空間中，因此用戶線程的創建、析構、切換等操作依然廉價，並且可以支持大規模的用戶併發，書中並沒有詳細寫出它的缺點0.0。
java線程的實現
在JDK1.2之後，線程模式爲基於操作系統原生的線程模型來實現，線程模型只對併發規模和操作成本產生影響，對Java程序的編碼和運行來說沒有影響。Windows和Linux提供的線程模型爲1對1，Solaris（Unix系列的操作系統）同時支持1對1和多對多，因此Solaris版的JDK中也對應提供了兩個平臺專有的虛擬機參數：-XX:+UseLWPSynchronization（默認值）和-XX:UseBoundThreads來明確指定虛擬機使用哪種線程模式。
1/2 Java線程調度
線程調度是指系統爲線程分配處理器使用權的過程。主要調度方法有兩種，分別是協同式線程調度，和搶佔式線程調度。
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協同式線程調度：線程的執行時間由線程本身來控制，執行完成後，主動通知系統切換到另外一個線程上。
優點：實現簡單，切換操作對線程自己來說是可知的，所以不會產生線程同步的問題。
缺點：線程執行時間不可控制，可能由於程序編寫問題一直不告知系統進行線程切換，那麼程序就會一直阻塞在那裏，相當不穩定。 -
搶佔式線程調度：每個線程將由系統來分配時間，線程的切換不由線程本身來控制。
優點：不會因爲一個線程而導致整個系統的阻塞，Java使用的線程調度方式就是搶佔式調度（JDK後續版本可能會提供協成方式來進行多任務處理）。
缺點：需要處理線程安全的問題。
1/3 狀態轉換
Java語言定義了5種線程狀態，在任意一個時間點，一個線程只能有且只有一種狀態。這5種狀態如下：
- 新建（New）：創建後尚未啓動的線程處於這種狀態。
- 運行（Runnble）：包括了操作系統線程狀態中的Running和Ready，也就是處於此狀態的線程有可能正在執行，也可能在等待CPU爲他分配執行時間。
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無限期等待（Waiting）：處於這種狀態的線程不會被分配CPU執行時間，他們要等待被其他線程喚醒，以下方法可以讓線程進入無限期等待。
- 沒有設置Timeout參數的Object.wait（）方法。
- 沒有設置Timeout參數的Thread.join（）方法。
- LockSuppot.park（）方法。
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限期等待（Timed Waiting）：處於這種狀態的線程也不會被CPU分配執行時間，不過無需等待被其他線程喚醒，在一定時間後他們會由系統自動喚醒，以下方法會讓線程進入限期等待狀態。
- Thread.sleep（）方法。
- 設置了Timeout參數的Object.wait（）方法。
- 設置了Timeout參數的Thread.join（）方法。
- LockSuppot.parkNanos（）方法。
- LockSuppot.parkUntil（）方法。
- 阻塞（Blocked）：線程被阻塞了，阻塞狀態等待着獲取到一個排他鎖，這個時間將在另外一個線程放棄這個鎖的時候發生；在程序等待進入同步區域的時候，線程將進入這種狀態。
- 結束（Terminated）：已終止線程的線程狀態，線程已經結束執行。
上述5種狀態在遇到特定事件的時候可以相互轉換，它們的轉換關係如下圖所示。
