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java当中的线程和操作系统的线程是什么关系？

分类: 文章 • 2024-07-30 10:47:46

java当中的线程和操作系统的线程是什么关系？

关于操作系统的线程 linux操作系统的线程控制原语

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);

可以在linux系统下面通过man手册查看该函数的定义

java当中的线程和操作系统的线程是什么关系？

根据man配置的信息可以得出pthread_create会创建一个线程，这个函数是linux系统的函数，可以用C
或者C++直接调用，上面信息也告诉程序员这个函数在pthread.h， 这个函数有四个参数

参数名字  参数定义 参数解释
pthread_t *thread 传出参数，调用之后会传出被创建
线程的id		 定义 pthread_t pid; 继而 取地址
&pid
const pthread_attr_t *attr 线程属性，关于线程属性是linux
的知识		 一般传NULL，保持默认属性
void (start_routine) (void *) 线程的启动后的主体函数 需要你定义一个函数，然后传函
数名即可
void *arg 主体函数的参数  没有可以传nulll

linux上启动一个线程的代码：

//头文件
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
//定义一个变量，接受创建线程后的线程id
pthread_t pid;
//定义线程的主体函数
假设有了上面知识的铺垫，那么可以试想一下java的线程模型到底是什么情况呢？
在java代码里启动一个线程的代码
这里启动的线程和上面我们通过linux的pthread_create函数启动的线程有什么关系呢？只能去可以查
看start()的源码了,看看java的start()到底干了什么事才能对比出来。start方法的源码的部分截图
void* thread_entity(void* arg) {
printf("i am new Thread! from c");
}
//main方法，程序入口，main和java的main一样会产生一个进程，继而产生一个main线程
int main() { 
  //调用操作系统的函数创建线程，注意四个参数 
  pthread_create(&pid,NULL,thread_entity,NULL); 
  //usleep是睡眠的意思，那么这里的睡眠是让谁睡眠呢？ 
  //为什么需要睡眠？如果不睡眠会出现什么情况 
  usleep(100); 
  printf("main\n");
  return 0;
}

假设有了上面知识的铺垫，那么可以试想一下java的线程模型到底是什么情况呢？

在java代码里启动一个线程的代码

public class Example4Start { 
  public static void main(String[] args) {  
    Thread thread = new Thread(){   
      @Override   
      public void run() {    
        System.out.println("i am new Thread! from java ");   
     }  
   };   
    thread.start(); 
 }
}

这里启动的线程和上面我们通过linux的pthread_create函数启动的线程有什么关系呢？只能去可以查
看start()的源码了,看看java的start()到底干了什么事才能对比出来。start方法的源码的部分截图

java当中的线程和操作系统的线程是什么关系？

可以看到这个方法最核心的就是调用了一个start0方法，而start0方法又是一个native方法，故而如果要
搞明白start0我们需要查看Hotspot的源码，好吧那我们就来看一下Hotspot的源码吧，Hotspot的源码
怎么看么？一般直接看openjdk的源码，openjdk的源码如何查看、编译调试？openjdk的编译我们后
面会讨论，在没有openjdk的情况下，我们做一个大胆的猜测，java级别的线程其实就是操作系统级别
的线程，什么意思呢？说白了我们大胆猜想 star----->start0------------>ptherad_create

我们鉴于这个猜想来模拟实现一下java启动线程

package com.shadow.app;
public class EnjoyThread { 
public static void main(String[] args) {
    //自己定义的一个类
    EnjoyThread enjoythread =new EnjoyThread();  
    enjoythread.start0(); 
 }
  //本地方法
  private native void start0();
}

这里我们让自己写的start0调用一个本地方法，在本地方法里面去启动一个系统线程，好吧我们写一个c
程序来启动本地线程

本地方法的代码编写

thread.c

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
//定义变量接受线程id
pthread_t pid;
//线程的主体方法相当于 java当中的run
void* thread_entity(void* arg) {
  //子线程死循环
  while(1){
    //睡眠100毫秒
    usleep(100);
    //打印
    printf("I am new Thread\n"); 
 }
}
//c语言的主方法入口方法，相当于java的main
int main() {
  //调用linux的系统的函数创建一个线程
  pthread_create(&pid,NULL,thread_entity,NULL);
  //主线程死循环
  while(1){
    //睡眠100毫秒
    usleep(100);
    //打印
    printf("I am main\n");
 }
  return 0;
}

在linux上编译、运行上述C程序

编译这个程序(-o 标识指定编译后的文件名，也可以不指定，默认为a.out)

gcc thread.c -o thread.out -pthread

运行这个程序

./thread.out

结果如图所示

java当中的线程和操作系统的线程是什么关系？

 

结果是两个线程一直在交替执行，得到我们预期的结果。现在的问题就是我们如何通过start0调用这个c
程序，这里就要用到JNI了

java利用JNI调用本地方法

1、首先编写好java类

package com.shadow.app;
public class EnjoyThread {
  //装载库，保证JVM在启动的时候就会装载，故而一般是也给static
 static {
   System.loadLibrary( "EnjoyThreadNative" );
 }
 public static void main(String[] args) {
   EnjoyThread enjoyThread =new EnjoyThread();
   enjoyThread.start0();
 }
 private native void start0();
}

 

2、然后传到linux系统上面，继而利用javac命令编译好这个java类（这里编译好这个java类主要为了后
面你要运行它来测试）

编译java文件最好是在包的目录下面运行javac命令

javac EnjoyThread.java

编译好结果是包路径下面除了EnjoyThread.java 还会多一个EnjoyThread.class的文件

3、跟着利用javac -h . xx.java命令 来编译一个头文件

也最好是在包路径下面

javac -h . EnjoyThred.java

编译好的结果是多了一个.h的文件

java当中的线程和操作系统的线程是什么关系？

4、现在把我们前面写好的thread.c来改改

为了安全起见我们复制一个threadNew.c来修改
在修改threadNew.c之前先打开刚刚编译好的.h文件，找到那个方法，复制方法名

java当中的线程和操作系统的线程是什么关系？

方法名：Java_com_shadow_app_EnjoyThread_start0

threadNew.c

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
//定义变量接受线程id
pthread_t pid;
//线程的主体方法相当于 java当中的run
void* thread_entity(void* arg) {
  //子线程死循环
  while(1){
    //睡眠100毫秒
    usleep(100);
    //打印
    printf("I am new Thread\n"); 
 }
}
//这个方法名字需要参考.h当中的方法名字，打开.h文件，复制方法名过来
//参数固定
Java_com_shadow_app_EnjoyThread_start0(JNIEnv *env, jobject c1) {
  //调用linux的系统的函数创建一个线程
  pthread_create(&pid,NULL,thread_entity,NULL);
  //主线程死循环
  while(1){
    //睡眠100毫秒
    usleep(100);
    //打印
    printf("I am main\n");
 }
}

 

5、编译这个threadNew.c为一个so文件，这样才能被java程序加载到

gcc -fPIC -I /home/shadows/soft/jdk11/include -I /home/shadows/soft/jdk11/include/linux -shared -o libxxx.so threadNew.c

注意这个libxxx; lib是固定的xxx可以随意，但是得和你的java代码对应

static {
 //如果你是libxxx；这里就写xxx
   System.loadLibrary( "xxx" );
 }

 

我编译好的目录结构如下图

java当中的线程和操作系统的线程是什么关系？

 

6、把so文件所在的目录添加到系统变量，不然java还是load不到

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/shadows/tools/enjoy/com/shadow/app/

 

最后运行我们前面写好的那个java文件(记得到包的外面去运行java命令)

java com.xxxx.xxxx.EnjoyThread

 

可以看到有两个线程在跑，其中一个线程就是我们自己用java代码启动的

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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