JVM執行緒屬于用戶態還是內核態
當行程運行在ring3級別時為用戶態，ring0級別時為內核態
有些操作需要有內核權限才能進行，那么有三種由用戶態切換到內核態的情況：
- 系統呼叫：作業系統封裝內核指令，統一管理硬體資源，然后向用戶程式提供系統服務，用戶程式進行系統呼叫，作業系統進行檢查確保安全然后再進行相應的資源訪問操作，比如malloc()，print()呼叫write()系統輸出字串
- 例外事件：當cpu正在運行用戶態程式，發生不可預知的例外事件，就會轉用戶態，比如缺頁中斷，
- 外圍設備的中斷：當外圍設備完成請求就會向CPU發出中斷信號，此時cpu暫停下一條要執行的指令，去執行中斷信號所對應的程式
相同點和不同點：都是中斷，但是系統呼叫是主動，其他都是被動
用戶態和內核態執行緒的映射關系
一對一（內核執行緒實作）
程式使用輕量級行程和內核執行緒產生映射
缺點：輕量級行程的數量有限制，執行效率低
多對一（用戶執行緒實作）
優點：用戶執行緒數量幾乎無限制，執行效率高
缺點：一個用戶執行緒阻塞，其他執行緒也會阻塞
多對多
UT 用戶態執行緒 LWP 輕量級執行緒 KLT 內核態執行緒
優點：
- 一個用戶執行緒的阻塞不會導致所有執行緒的阻塞，因為此時還有別的內核執行緒被調度來執行，
- 多對多模型對用戶執行緒的數量沒有限制，
- 在多處理器的作業系統中，多對多模型的執行緒也能得到一定的性能提升，但提升的幅度不如一對一模型的高，在現在流行的作業系統中，大都采用多對多的模型，
用戶態執行緒：切換代價小，高并發但是容易阻塞
內核態執行緒：處理能力高，切換代價大
Java執行緒的實作
虛擬機規范中并沒有限定java執行緒需要使用哪種執行緒模型，要根據不同的平臺來說，但是無論使用哪種執行緒模型，java程式的編碼和運行都是沒有差異的
Java執行緒調度
執行緒調度有兩種：協同調度和搶占調度
協同：自己分配時間，自己切換
搶占：系統分配時間，系統決定執行緒的切換
java執行緒采用搶占調度
java執行緒的6種狀態
新建———-運行———無限期等待——–限期等待———阻塞——結束
作業系統執行緒的幾種狀態
新建———就緒————等待————運行———–結束
java和作業系統的執行緒對應關系
1.2之前（綠色執行緒 1:N），程式員為jvm開發了一個執行緒調度內核，映射到作業系統層面就是用戶態執行緒；
1.2(1:1)之后，jvmU型安澤了作業系統原生執行緒模型，映射到作業系統層面就是內核態執行緒，通過系統呼叫，將程式的執行緒交給了作業系統內核進行調度，
通過創建程序來理解
Java的Thread物件：僅僅是一個Java物件
JVM的JavaThread物件：連接著java的Thread物件與OS物件
JVM的OSThread物件：一個工具類，對OS執行緒API進行了功能性封裝
流程圖：
JVM_StartThread核心做了兩件事情：
1.創建JavaThread物件
? (1) 設定jvm執行run方法的跳板
? (2) 呼叫os::create_thread創建OSThread物件及作業系統執行緒完成三者的關聯
? os::create_thread做了一下這些：
? 創建OSThread物件，將JavaThread物件與OSThread物件進行關聯
執行緒庫
為開發人員提供創建和管理執行緒的一套API
三個主要的執行緒庫：
1）POSIX Pthreads：可以作為用戶或內核庫提供，作為 POSIX 標準的擴展
2）Win32 執行緒：用于 Window 作業系統的內核級執行緒庫
3）Java 執行緒：Java 執行緒 API 通常采用宿主系統的執行緒庫來實作，也就是說在 Win 系統上，Java 執行緒 API 通常采用 Win API 來實作，在 UNIX 類系統上，采用 Pthread 來實作，
作業系統對于鎖的實作
在硬體層面，CPU提供了原子操作、關中斷（可解決單核情況下兩個執行緒同時獲得鎖）、鎖記憶體總線的機制（解決多核情況下兩個執行緒同時獲得鎖）；OS基于這幾個CPU硬體機制，就能夠實作鎖；再基于鎖，就能夠實作各種各樣的同步機制（信號量、訊息、Barrier等等等等）
synchronized的底層實作
是通過物件內部的一個監視器鎖(monitor)實作的，監視器鎖有時通過作業系統的互斥鎖來實作的，而且現在主流的java虛擬機實作中，java的執行緒是映射到作業系統原生的內核執行緒中的，那么執行緒的阻塞或喚醒，就涉及到用戶態和內核態的轉換中，所以是重量級鎖，
是一種塊結構的同步語法，經過javac反編譯之后，會在同步塊的前后分別生成monitorenter和monitorexit兩個位元組碼指令，這兩個指令都需要一個reference型別的引數來指明加鎖解鎖的物件，如果synchronized明確了物件引數，就以這個物件的參考作為reference，如果沒有指定，那就根據修飾的方法型別，來決定是區代碼所在的物件實體還是相應的class物件，
反射的性能優化
兩個地方導致性能差：getMethod和invoke，反射是一個解釋操作，臨時告訴jvm應該做什么
優化思路1：快取Method，不重復呼叫getMethod
優化思路2：借助ASM框架，使用reflectAsm，讓invoke變成直接呼叫
借反射的getDeclaredMethods獲取目標類的所有方法，然后動態生成一個繼承于MethodAccess 的子類SimpleBeanMethodAccess，動態生成一個Class檔案并load到JVM中，
SimpleBeanMethodAccess中所有方法名建立index索引，index跟方法名是映射的，根據方法名獲得index，SimpleBeanMethodAccess內部建立的switch直接分發執行相應的代碼，這樣methodAccess.invoke的時候，實際上是直接呼叫，
hashmap在jdk1.7的死回圈
多執行緒頭插法造成的，執行緒2已經完成擴容散列，鏈表變成了倒序，執行緒1再進行擴容，將倒序鏈表變成了一個正序鏈表，從而形成環形鏈表，在使用get方法時造成死回圈，
常用集合
ArrayList
首先有三種構造方法（有參，無參，指定集合引陣列成的串列）
主要就是三個方法：
1.ensureCapacityInternal得到最小擴容量，并進行擴容
2.ensureExplicitCapacity//判斷是否需要擴容，如果最小擴容量大于陣列現在的長度就呼叫grow方法
3.grow 進行位運算，擴容1.5倍，并進行判斷是否超出陣列的最大容量，
始化資料量為0，add時變為10，當 要 add 進第 1 個元素時，minCapacity 為 1，在 ensureCapacityInternal的Math.max()方法比較后，minCapacity 為 10 ，
最好在 add 大量元素之前用 ensureCapacity 方法（因為是public修飾），以減少增量重新分配的次數
Set Map
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/499517.html
標籤：Java
下一篇：RPC學習