資深架構師帶你從JVM層面瞭解線程的啓動和中止

 

文章簡介

這一篇主要圍繞線程狀態控制相關的操做分析線程的原理，好比線程的中斷，線程的通訊等，內容比較多，可能會分兩篇文章

內容導航

• 線程的啓動的實現原理
• 線程中止的實現原理分析
• 爲何中斷線程會拋出InterruptedException的

1、線程的啓動原理

前面咱們簡單分析過了線程的使用，經過調用線程的啓動方法來啓動線程，線程啓動後會調用運行方法執行業務邏輯，運行方法執行完畢後，線程的生命週期也就終止了。

不少同窗最先學習線程的時候會比較疑惑，啓動一個線程爲何是調用啓動方法，而不是運行方法，這作一個簡單的分析，先簡單看一下啓動方法的定義

 

咱們看到調用啓動方法其實是調用一個本地方法START0（）來啓動一個線程，首先START0（）這個方法是在線程的靜態塊中來註冊的，代碼以下

 

這個registerNatives的做用是註冊一些本地方法提供給線程類來使用，好比START0（），的IsAlive（），currentThread（），睡眠（）;這些都是你們很熟悉的方法。

registerNatives的本地方法的定義在文件Thread.cThread.c定義了各個操做系統平臺要用的關於線程的公共數據和操做，如下是Thread.c的所有內容

 

從這段代碼能夠看出，start0（），實際會執行JVM_StartThread方法，這個方法是幹嗎的呢？從名字上來看，彷佛是在JVM層面去啓動一個線程，若是真的是這樣，那麼在JVM層面，必定會調用的Java中定義的運行方法那接下來繼續去找找答案咱們找到。這個文件，這個文件須要下載熱點的源碼才能找到。jvm.cpp

推薦一個交流學習交流圈子：142019080

 

JVM_ENTRY用來的英文定義JVM_StartThread函數的，在這個函數裏面建立了一個真正和平臺有關的本地線程。本着打破砂鍋查到底的原則，看看繼續作了什麼事情，繼續尋找JavaThread的定義newJavaThread

在熱點源碼的中文件中1558行的位置能夠找到以下代碼thread.cpp

 

這個方法有兩個參數，第一個是函數名稱，線程建立成功以後會根據這個函數名稱調用對應的函數;第二個是當前進程內已經有的線程數量最後咱們重點關注與一下，實際就是調用平臺建立線程的方法來建立線程。os::create_thread

接下來就是線程的啓動，會調用Thread.cpp文件中的Thread :: start（Thread * thread）方法，代碼以下

 

啓動方法中有一個函數調用：，調用平臺啓動線程的方法，最終會調用Thread.cpp文件中的JavaThread :: run（）方法os::start_thread(thread);

 

這個方法中主要是作一系列的初始化操做，最後有一個方法thread_main_inner，接下來看看這個方法的邏輯是什麼樣的

 

和主流程無關的代碼我們先不去看，直接找到最核心的代碼塊，這個入口點應該比較熟悉了，由於咱們在前面提到了，在:: JavaThread這個方法中傳遞的第一個參數，表明函數名稱，線程啓動的時候會調用這個函數。this->entry_point()(this,this);

若是你們尚未暈車的話，應該記得咱們在jvm.cpp文件中看到的代碼，在建立的時候傳遞了一個線程native_thread=newJavaThread(&thread_entry,sz);入口函數，因此咱們在jvm.cpp中找到這個函數的定義以下

 

看到能夠這個調用，其實就是經過回調方法調用Java的線程中定義的運行方法，是一個宏定義，在vmSymbols.hpp文件中能夠找到以下代碼vmSymbols::run_method_name()run_method_name

 

因此結論就是，Java的裏面建立線程以後必需要調用啓動方法才能真正的建立一個線程，該方法會調用虛擬機啓動一個本地線程，本地線程的建立會調用當前系統建立線程的方法進行建立，而且線程被的執行會時候回調run方法進行業務邏輯的處理

2、線程的終止方法及原理

線程的終止有主動和被動之分，被動表示線程出現異常退出或者運行方法執行完畢，線程會自動終止。主動的方式的英文來實現線程的終止，可是中止（）方法是一個過時的方法，官方是不建議使用，理由很簡單，stop（）方法在中介一個線程時不會保證線程的資源正常釋放，也就是不會給線程完成資源釋放工做的機會，至關於咱們在linux上經過kill -9強制結束一個進程。Thread.stop()

那麼如何安全的終止一個線程呢？

咱們先看一下下面的代碼，代碼演示了一個正確終止線程的方法，至於它的實現原理，稍後咱們再分析

 

代碼中有兩處須要注意，在主線程中，調用了線程的中斷（）方法，在運行方法中，而中循環經過來判斷線程中斷的標識。因此咱們在這裏猜測一下，應該是在線程中維護了一箇中斷標識，經過方法去改變了中斷標識的值使得方法中，而循環的判斷不成立而跳出循環，所以運行方法執行完畢之後線程就終止了運行。Thread.currentThread().isInterrupted()thread.interrupt()

推薦一個交流學習交流圈子：142019080

線程中斷的原理分析

來看咱們一下方法作了什麼事情thread.interrupt()

 

這個方法裏面，調用了中斷0（），這個方法在前面分析啓動方法的時候見過，是一個本機方法，這裏就再也不重複貼代碼了，一樣，咱們找到jvm.cpp文件，找到JVM_Interrupt的定義

 

這個方法比較簡單，調用直接了這個方法，這個方法的定義在Thread.cpp文件中，代碼以下Thread::interrupt(thr)

 

主題::中斷方法調用了OS ::中斷方法，這個是調用平臺的中斷方法，方法這個實現的的英文在文件中，其中星號表明的是不一樣平臺，由於JVM是跨平臺的，因此對於不一樣的操做平臺，線程的調度方式都是不同的。咱們以os_linux.cpp文件爲例os_*.cpp

 

經過上面的代碼分析能夠知道，了Thread.interrupt（）方法實際就是設置一箇中斷狀態標識爲真，而且經過ParkEvent的取消駐留方法來喚醒線程。

• 對於同步阻塞的線程，被喚醒之後會繼續嘗試獲取鎖，若是失敗仍然可能被公園
• 在調用ParkEvent的公園方法以前，會先判斷線程的中斷狀態，若是爲真，會清除當前線程的中斷標識
• 的Object.wait，了Thread.sleep，的Thread.join會拋出InterruptedException的

這裏給你們普及一個知識點，爲何的Object.wait，的Thread.sleep和的Thread.join都會拋出InterruptedException的？首先，這個異常的意思是表示一個阻塞被其餘線程中斷了。而後，因爲線程調用了中斷（）中斷方法，那麼的Object.wait，的Thread.sleep等被阻塞的線程被喚醒之後會經過is_interrupted方法判斷中斷標識的狀態變化，若是發現中斷標識爲真，則先清除中斷標識，而後拋出InterruptedException的

須要注意的是，InterruptedException的異常的拋出並不意味着線程必須終止，而是提醒當前線程有中斷的操做發生，至於接下來怎麼處理取決於線程自己，好比

• 直接捕獲異常不作任何處理
• 將異常往外拋出
• 中止當前線程，並打印異常信息

爲了讓你們可以更好的理解上面這段話，咱們以了Thread.sleep爲例直接從JDK的源碼中找到中斷標識的清除以及異常拋出的方法代碼

找到方法，LINUX平臺中的實如今os_linux.cpp文件中，代碼以下is_interrupted()

 

找到了Thread.sleep這個操做在JDK中的源碼體現，怎麼找？相信若是前面你們有認真看的話，應該能很快找到，代碼在jvm.cpp文件中

 

注意上面加了中文註釋的地方的代碼，先判斷is_interrupted的狀態，而後拋出一個InterruptedException的異常。到此爲止，咱們就已經分析清楚了中斷的整個流程。

Java的線程的中斷標識判斷

瞭解了了Thread.interrupt方法的做用之後，再回過頭來看的Java中這段代碼，就很好理解了。因爲前者先設置了一箇中斷標識爲真實的，因此這個方法的返回值爲真，故而不知足而循環的判斷條件致使退出循環。Thread.currentThread().isInterrupted()isInterrupted()

這裏有必要再提一句，就是這個線程中斷標識有兩種方式復位，第一種是前面提到過的InterruptedException的;另外一種是經過Thread.interrupted（）對當前線程的中斷標識進行復位。

推薦一個交流學習交流圈子：142019080