java线程启动原理分析

2023年1月11日 142次阅读

一、前言

不知道哪位古人说：人生三大境界。第一境界是：看山是山看水是水；第二境界是看山不是山看水不是水；第三境界：看山还是山看水还是水。
其实我想对于任何一门技术的学习都是这样。
形而上下者为之器，形而上者为之道。一直很喜欢自己大一的高数老师，老师是老教授了，他讲数学，会引申到建筑学，计算机科学，以及哲学再到生活中的常识。也能从其他学科、日常生活中，提取出数学的概念。我想，这就是形而上者了。
不胜望之
不多言，这里我们来深入java底层，看下java表皮之下的筋肉以及内脏。

二、从一段代码展开

package thread;

/**
 * @author xuyuanpeng
 * @version 1.0
 * @date 2019-05-17 17:04
 */
public class ThreadMain {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread=new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        Thread t2=new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        log("线程1开始");
        thread.start();
        log("线程1结束");

        log("线程2开始");
        t2.run();
        log("线程2结束");
    }

    public static void log(String msg){
        System.err.print(System.currentTimeMillis());
        System.out.println(">>>"+msg);
    }
    public static void log(){
        log("");
    }
}

这里可以思考下输出的结果：
1
2
3
铛铛铛档

Connected to the target VM, address: ‘127.0.0.1:51304’, transport: ‘socket’
1558085396255>>>线程1开始
1558085396255>>>线程1结束
1558085396255>>>线程2开始
1558085397255>>>线程2结束
Disconnected from the target VM, address: ‘127.0.0.1:51304’, transport: ‘socket’

细心的同学肯定已经发现了
线程1是start的方式启动，而线程2是run方法启动
差异在哪？
线程1执行start，并没有阻塞线程
而线程2的run方法，阻塞了线程。何改咯？┓( ´∀` )┏
为什么是这样的呢？start与run的区别究竟在哪呢？让我们深入她，张爱玲说，了解一个女人最好的通道就是XX，所以让我们深入她，再了解她。

三、JDK源码分析

1、start方法

public synchronized void start() {
        /**
      /**
     * Causes this thread to begin execution; the Java Virtual Machine
     * calls the <code>run</code> method of this thread.
     * 
     * 1、start方法将导致当前线程开始执行。由JVM调用当前线程的run方法。
     * 
     * The result is that two threads are running concurrently: the
     * current thread (which returns from the call to the
     * <code>start</code> method) and the other thread (which executes its
     * <code>run</code> method).
     * 
     * 2、结果是 调用start方法的当前线程 和 执行run方法的另一个线程 同时运行。
     * 
     * It is never legal to start a thread more than once.
     * In particular, a thread may not be restarted once it has completed
     * execution.
     *
     * 3、多次启动线程永远不合法。 特别是，线程一旦完成执行就不会重新启动。
     * 
     * @exception  IllegalThreadStateException  if the thread was already started.
     * 如果线程已启动，则抛出异常。
     * @see        #run()
     * @see        #stop()
     */
    public synchronized void start() {
        /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         * 
         * 4、对于由VM创建/设置的main方法线程或“system”组线程，不会调用此方法。 
         *    未来添加到此方法的任何新功能可能也必须添加到VM中。
         * 
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         * 5、status=0 代表是 status 是 "NEW"。
         */
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. 
         * 
         * 6、通知组该线程即将启动，以便将其添加到线程组的列表中，
         *    并且减少线程组的未启动线程数递减。
         * 
         * */
        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
            //7、调用native方法，底层开启异步线程，并调用run方法。
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then it will be passed up the call stack 
                 * 8、忽略异常。 如果start0抛出一个Throwable，它将被传递给调用堆栈。
                 */
            }
        }
    }

start方法用synchronized修饰，为同步方法；
虽然为同步方法，但不能避免多次调用问题，用threadStatus来记录线程状态，如果线程被多次start会抛出异常；threadStatus的状态由JVM控制。
使用Runnable时，主线程无法捕获子线程中的异常状态。线程的异常，应在线程内部解决。

2、native start0方法

private native void start0();

native 是声明本地方法，在此处是JVM中的方法。

3、run方法

 /**
     * If this thread was constructed using a separate
     * <code>Runnable</code> run object, then that
     * <code>Runnable</code> object's <code>run</code> method is called;
     * otherwise, this method does nothing and returns.
     * <p>
     * Subclasses of <code>Thread</code> should override this method.
     *
     * @see     #start()
     * @see     #stop()
     * @see     #Thread(ThreadGroup, Runnable, String)
     */
    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }

run方法就很简单了，就是回调了Runable的run()接口
导致Thread写的@Overwrite void run() 方法直接是在主线程执行，导致阻塞了主线程。

四、总结

到此我们就知道了，start会使重写的run方法被虚拟机调用，是在子线程中执行的run方法
而直接调用线程的run方法，他是内部回调了run接口，导致直接执行了Runable.run的重写内容。相当于直接在主线程中执行。

五、参考

https://www.jianshu.com/p/8c16aeea7e1a

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