Java 多线程的线程本质剖析

后端

2024-02-17 09:47:53

前言

在软件开发中，多线程技术是提升程序效率的利器，尤其是在处理复杂或耗时的任务时。Java 多线程为开发者提供了强大的工具，本文将深入剖析 Java 中线程（Thread）的本质，带领读者探索线程的底层实现机制。

线程的生命周期与状态转换

线程的生命周期可以分为以下几个阶段：

新建： 线程对象被创建但尚未启动。
运行： 线程被启动并执行其任务。
阻塞： 线程因等待资源（如 I/O 操作）而暂停执行。
结束： 线程执行完毕或被终止。

线程的状态转换由 Thread.State 枚举定义，包括：

NEW： 新建状态
RUNNABLE： 运行状态
BLOCKED： 阻塞状态
WAITING： 等待状态
TIMED_WAITING： 超时等待状态
TERMINATED： 结束状态

Thread 源码解析

Java 中的线程实现基于 java.lang.Thread 类，其源码位于 rt.jar 中。下面我们通过源码解析来深入理解线程的内部机制：

public class Thread implements Runnable {

    private volatile ThreadState state = ThreadState.NEW; // 线程状态

    private Runnable target; // 要执行的任务

    public Thread(Runnable target) {
        this.target = target;
    }

    public void start() {
        // 检查线程状态是否为 NEW
        if (state != ThreadState.NEW) {
            throw new IllegalThreadStateException();
        }

        // 更新线程状态为 RUNNABLE
        state = ThreadState.RUNNABLE;

        // 创建新的线程并启动执行
        Thread nativeThread = new NativeThread(this);
        nativeThread.start0();
    }

    private static native void start0(); // 原生方法，实际启动线程执行

    // 其他线程相关方法...
}