這篇說說如何從JVM的角度來理解線程，可以對Java的線程模型有一個更加深入的理解，對GC的一些細節也會理解地更加深刻。本文基于HotSpot的OpenJDK7實現。

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我們知道JVM主要是用C++實現的，JVM定義的Thread的類繼承結構如下:

Class hierarchy
?- Thread
?? - NamedThread
???? - VMThread
???? - ConcurrentGCThread
???? - WorkerThread
?????? - GangWorker
?????? - GCTaskThread
?? - JavaThread
?? - WatcherThread

另外還有一個重要的類OSThread不在這個繼承關系里，它以組合的方式被Thread類所使用

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這些類構成了JVM的線程模型，其中最主要的是下面幾個類：

java.lang.Thread:?這個是Java語言里的線程類，由這個Java類創建的instance都會 1:1 映射到一個操作系統的osthread

JavaThread:?JVM中C++定義的類，一個JavaThread的instance代表了在JVM中的java.lang.Thread的instance, 它維護了線程的狀態，并且維護一個指針指向java.lang.Thread創建的對象(oop)。它同時還維護了一個指針指向對應的OSThread，來獲取底層操作系統創建的osthread的狀態

OSThread:?JVM中C++定義的類，代表了JVM中對底層操作系統的osthread的抽象，它維護著實際操作系統創建的線程句柄handle，可以獲取底層osthread的狀態

VMThread:?JVM中C++定義的類，這個類和用戶創建的線程無關，是JVM本身用來進行虛擬機操作的線程，比如GC。

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有兩種方式可以讓用戶在JVM中創建線程

1. new java.lang.Thread().start()

2. 使用JNI將一個native thread attach到JVM中

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針對 new java.lang.Thread().start()這種方式，只有調用start()方法的時候，才會真正的在JVM中去創建線程，主要的生命周期步驟有：

1. 創建對應的JavaThread的instance

2. 創建對應的OSThread的instance

3. 創建實際的底層操作系統的native thread

4. 準備相應的JVM狀態，比如ThreadLocal存儲空間分配等

5. 底層的native thread開始運行，調用java.lang.Thread生成的Object的run()方法

6. 當java.lang.Thread生成的Object的run()方法執行完畢返回后,或者拋出異常終止后，終止native thread

7. 釋放JVM相關的thread的資源，清除對應的JavaThread和OSThread

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針對JNI將一個native thread attach到JVM中，主要的步驟有：

1. 通過JNI call AttachCurrentThread申請連接到執行的JVM實例

2. JVM創建相應的JavaThread和OSThread對象

3. 創建相應的java.lang.Thread的對象

4. 一旦java.lang.Thread的Object創建之后，JNI就可以調用Java代碼了

5. 當通過JNI call DetachCurrentThread之后，JNI就從JVM實例中斷開連接

6. JVM清除相應的JavaThread, OSThread, java.lang.Thread對象

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從JVM的角度來看待線程狀態的狀態有以下幾種:

其中主要的狀態是這5種:

_thread_new: 新創建的線程

_thread_in_Java: 在運行Java代碼

_thread_in_vm: 在運行JVM本身的代碼

_thread_in_native: 在運行native代碼

_thread_blocked: 線程被阻塞了，包括等待一個鎖，等待一個條件，sleep，執行一個阻塞的IO等

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從OSThread的角度，JVM還定義了一些線程狀態給外部使用，比如用jstack輸出的線程堆棧信息中線程的狀態:

比較常見有:

Runnable: 可以運行或者正在運行的

MONITOR_WAIT: 等待鎖

OBJECT_WAIT: 執行了Object.wait()之后在條件隊列中等待的

SLEEPING: 執行了Thread.sleep()的

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從JavaThread的角度，JVM定義了一些針對Java Thread對象的狀態，基本類似，多了一個TIMED_WAITING的狀態，用來表示定時阻塞的狀態

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最后來看一下JVM內部的VM Threads，主要由幾類:

VMThread: 執行JVM本身的操作

Periodic task thread: JVM內部執行定時任務的線程

GC threads: GC相關的線程，比如單線程/多線程的GC收集器使用的線程

Compiler threads: JIT用來動態編譯的線程

Signal dispatcher thread: Java解釋器Interceptor用來輔助safepoint操作的線程

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具體的VMThread的作用，會在講safepoint的時候細說，就寫到這里吧

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參考:??Hotspot JVM thread management

總結

以上是生活随笔為你收集整理的聊聊JVM（五）从JVM角度理解线程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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