本文主要整理Java操作线程、协程方式

概念：进程、线程、协程

• 进程（Process） —— 程序，是系统分配资源的单位

  • 范围： 一个系统，多个进程
  • 查看： 可通过ps -ef查看进程列表
  • JDK： 通过java -jar xxx.jar启动的JVM就是一个进程，可通过jps -mlvV查看

• 线程（Thread）/内核线程（Kernel-Level Thread，KLT） —— 线程，是CPU核心调度的最小单位（一个CPU物理核心只能同时运行一个线程），在程序中共享进程资源，系统提供接口

  • 特点： 直接由操作系统内核（Kernel）支持的线程。这种线程由操作系统内核来完成线程切换，操作系统内核通过操纵调度器（Scheduler）对线程进行调度，并负责将线程的任务映射到各个处理器上。
  • 范围： 一个进程，多个线程
  • JDK： 提供JUC（java.util.concurrent）接口 （JDK的线程接口实现参考openjdk代码：Thread.c/jvm.cpp/thread.cpp/os_linux.cpp）
  • 限制： 通过sysctl kernel.threads-max;cat /proc/sys/kernel/threads-max可查看一个进程可以启动的最大线程数量。可以通过sysctl -w kernel.threads-max=102400;sysctl -p修改。 （当实际线程数量超过上述设置值后，Java 继续创建线程会报错：Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread）

  提示

  如果要为应用估计工作线程数，可参考如下公式：

  • 计算密集型： 线程数 = CPU个数 + 1
  • IO密集型： 线程数 = CPU个数 * 2 + 1 （还需考虑：吞吐量（tps））

• 协程（Coroutines）/用户线程（User Thread，UT） —— 程序中让出线程控制权的线程管理方式，不依赖系统接口，一般由开发语言提供接口或开发者自行实现

  • 特点： 由程序在内存中管理，创建和销毁的开销相对小，相对相对内核线程更高效
  • 范围： 一个线程，多个协程代码
  • JDK：
    • 在Java 1.2之前，实现Thread接口的是其内部实现的用户线程，由于存在问题之后的版本回归系统的内核线程。
    • 在Java 19中实装虚拟线程（Visual Thread）特性，该特性提供了协程接口。 （相比其他语言通过新增yield语句来控制让出线程控制权，虚拟线程提供的接口和JDK线程接口类似，便于开发者适应）