作者：楊興強(qiáng)
原文來(lái)源：開(kāi)點(diǎn)工作室（ID：kaidiancs）
一．從一個(gè)例子開(kāi)始
看著Java線(xiàn)程執(zhí)行起來(lái)的那種任性和隨意，我們不免會(huì)問(wèn)：是誰(shuí)在主導(dǎo)Java線(xiàn)程的執(zhí)行咏闪？它按照什么樣的策略來(lái)調(diào)度Java線(xiàn)程阁危？本文將帶著這樣的問(wèn)題，探討Java線(xiàn)程的調(diào)度機(jī)制。
程序的問(wèn)題還是先從代碼說(shuō)起吧,下面是一個(gè)廣泛引用的例子：
假設(shè)某航班有100張余票昌屉，現(xiàn)有10個(gè)窗口（線(xiàn)程）同時(shí)賣(mài)這100張票丸凭。下面程序?qū)崿F(xiàn)了10個(gè)線(xiàn)程并發(fā)執(zhí)行的過(guò)程福扬。
// sched 類(lèi)
// 創(chuàng)建多線(xiàn)程模擬多窗口售票腕铸，演示java線(xiàn)程的并發(fā)運(yùn)行狀況，說(shuō)明java和操作系統(tǒng)的線(xiàn)程調(diào)度策略
class sched implements Runnable {
finalintTICKET_MAXNUM = 500;
// 總票數(shù)
finalintTHREAD_NUM = 10;
// 線(xiàn)程（售票窗口）數(shù)量
publicintcount = 0;
// 已售出票數(shù)
privateintThreadNo[];
// 第i張票的線(xiàn)程的序號(hào)是TicketThreadNo[i]铛碑，-1表示未售出
privateintTicketNum[];
// 記錄每個(gè)線(xiàn)程售出的票數(shù),說(shuō)明每個(gè)線(xiàn)程占用的CPU時(shí)間
privateintThreadId[];
// ThreadId[i]存放第i個(gè)線(xiàn)程的Id號(hào)
privateintNewThreadNo;
// 將要?jiǎng)?chuàng)建的線(xiàn)程的序號(hào)狠裹，初值為0
double d;
// 工作變量,僅用于消耗線(xiàn)程的CPU時(shí)間
public sched() {
inti;
ThreadNo = newint[TICKET_MAXNUM];
for (i = 0; i < TICKET_MAXNUM; i++)
ThreadNo[i] = -1;
TicketNum = newint[THREAD_NUM];
for (i = 0; i < THREAD_NUM; i++)
TicketNum[i] = 0;
NewThreadNo = 0;
ThreadId = newint[THREAD_NUM];
}
// sell()方法描述一次售票操作，synchronized 用于實(shí)現(xiàn)對(duì)共享變量count的互斥
publicsynchronizedvoid sell() {
if (count < TICKET_MAXNUM) {
ThreadNo[count] = getNo((int)Thread.currentThread().getId());
//System.out.println(sold[count]+ "號(hào)線(xiàn)程售第" + count + "張票");
count++;
//delay();
}
}
// 從線(xiàn)程的id號(hào)得到線(xiàn)程的序號(hào)
privateint getNo(intid) {
int i;
for (i=0; i<THREAD_NUM; i++)
if (ThreadId[i] == id)
returni;
return -1;
}
publicvoid run() {
//Thread.currentThread().setPriority(NewThreadNo+1);
ThreadId[NewThreadNo++] = (int)Thread.currentThread().getId();
while (count < TICKET_MAXNUM) // 只要有票汽烦，線(xiàn)程（窗口）就不停售票
sell();
}
// 僅用于消耗CPU時(shí)間涛菠，表示售票所用時(shí)間
privatevoid delay(){
d = 5000000;
while (d > 0)
d = d - 1;
}
// 累計(jì)并打印每個(gè)線(xiàn)程賣(mài)的票數(shù)
publicvoid accumulate() {
int i;
for (i=0; i<TICKET_MAXNUM; i++)
TicketNum[ThreadNo[i]]++;
for (i=0; i<THREAD_NUM; i++)
System.out.printf("%3d號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：%-4d張票\n", i, TicketNum[i]);
}
}
// 主程序
publicclass jsched {
publicstaticvoid main(String[] args) {
inti;
sched t = new sched();
for (i = 0; i < t.THREAD_NUM; i++) {
new Thread(t).start();
}
while (t.count < t.TICKET_MAXNUM) //等待票都賣(mài)完
Thread.yield();
t.accumulate();
}
}
上面例子中,主線(xiàn)程依次創(chuàng)建并啟動(dòng)10個(gè)線(xiàn)程,他們執(zhí)行相同的程序run()，其作用就是不停地調(diào)用sell()以售票撇吞。NewThreadNo表示新創(chuàng)建線(xiàn)程的序號(hào)俗冻，初值為0，每創(chuàng)建一個(gè)新線(xiàn)程牍颈，加1迄薄。售票時(shí)記錄每張票都是由哪個(gè)線(xiàn)程售出的，線(xiàn)程序號(hào)存于ThreadNo[]中煮岁。線(xiàn)程Id是每個(gè)線(xiàn)程在Java中的唯一標(biāo)識(shí)讥蔽，可以通過(guò)調(diào)用Thread.currentThread().getId()獲得當(dāng)前線(xiàn)程的Id，并由此知道正在執(zhí)行當(dāng)前程序的線(xiàn)程是哪一個(gè)線(xiàn)程画机。序號(hào)為i的線(xiàn)程的Id存在ThreadId[i]中冶伞，該數(shù)組記錄了線(xiàn)程序號(hào)和Id號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。主線(xiàn)程最后統(tǒng)計(jì)各線(xiàn)程分別賣(mài)了多少?gòu)埰薄?/p>
在并發(fā)環(huán)境下步氏，線(xiàn)程之間的運(yùn)行次序總是呈現(xiàn)某種隨機(jī)性响禽，程序的運(yùn)行結(jié)果往往是不固定的。所以我們觀察程序運(yùn)行結(jié)果時(shí)荚醒，需要多次運(yùn)行芋类，才能總結(jié)出大概的運(yùn)行規(guī)律。當(dāng)然有時(shí)也許根本就沒(méi)有規(guī)律腌且。
多次運(yùn)行以上程序梗肝，較典型的結(jié)果如下：
0號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：100 張票
1號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
2號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
3號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
4號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
5號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
6號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
7號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
8號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
9號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
票都被線(xiàn)程0賣(mài)了，其他線(xiàn)程好像沒(méi)干活铺董，系統(tǒng)采用的像是先來(lái)先服務(wù)的調(diào)度原則巫击。盡管10個(gè)線(xiàn)程是并發(fā)執(zhí)行的，但主線(xiàn)程是依次創(chuàng)建各個(gè)線(xiàn)程的精续。當(dāng)創(chuàng)建了線(xiàn)程0之后坝锰，主線(xiàn)程就和線(xiàn)程0并發(fā)執(zhí)行了。所以線(xiàn)程0一般情況下都先于其他線(xiàn)程執(zhí)行重付。但這不能說(shuō)明系統(tǒng)采用的是先來(lái)先服務(wù)策略顷级。由于賣(mài)票這活兒太簡(jiǎn)單，還沒(méi)等其他線(xiàn)程開(kāi)始執(zhí)行确垫，線(xiàn)程0就把票賣(mài)光了弓颈。這好辦帽芽，只要在sell()方法中加上延遲，把delay()函數(shù)調(diào)用前面的注釋去掉翔冀，即可人為增加賣(mài)票的工作量导街。修改后多次運(yùn)行程序，較典型的結(jié)果如下：
0號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：9 張票
1號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：8 張票
2號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：18 張票
3號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：17 張票
4號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：17 張票
5號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：7 張票
6號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：7 張票
7號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：5 張票
8號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：5 張票
9號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：7 張票
此時(shí)各線(xiàn)程都參與了賣(mài)票纤子，而且能看到他們交替執(zhí)行搬瑰。系統(tǒng)采用的又像是時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的調(diào)度策略。
然而Java的Thread類(lèi)提供了設(shè)置線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)的方法控硼，每個(gè)線(xiàn)程初始創(chuàng)建時(shí)會(huì)被賦予一個(gè)默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)泽论。那么線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)又起到了什么作用呢？
現(xiàn)在我們?nèi)サ魊un()方法中對(duì)設(shè)置優(yōu)先級(jí)的方法setPriority()的注釋?zhuān)摲椒▽?0個(gè)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)分別設(shè)為1至10卡乾，這是Java支持的10個(gè)不同級(jí)別的優(yōu)先級(jí)翼悴。多次運(yùn)行程序，每個(gè)線(xiàn)程賣(mài)出的票數(shù)都不一樣幔妨，較典型的運(yùn)行結(jié)果如下：
......
0號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：8 張票
1號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：2 張票
2號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：1 張票
3號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：10 張票
4號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：1 張票
5號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
6號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：5 張票
7號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：73 張票
8號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
9號(hào)線(xiàn)程賣(mài)：0 張票
很明顯抄瓦，7號(hào)線(xiàn)程賣(mài)了最多的票，這是因?yàn)?號(hào)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)較高陶冷。然而8、9號(hào)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)更高毯辅，卻沒(méi)賣(mài)一張票埂伦。從運(yùn)行結(jié)果上看，優(yōu)先級(jí)起了一定的作用思恐，但并不絕對(duì)沾谜，有時(shí)甚至不被理會(huì)。
多次改變程序中線(xiàn)程的數(shù)量胀莹，票的數(shù)量基跑、賣(mài)票的延遲時(shí)間、線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)等各種參數(shù)描焰，我們?cè)噲D觀察線(xiàn)程的調(diào)度方法媳否，但仍然無(wú)法把握J(rèn)ava線(xiàn)程的調(diào)度策略。唯一可以確定的是：它像是采用了輪轉(zhuǎn)法荆秦，但不是完全的輪轉(zhuǎn)篱竭，因?yàn)榻?jīng)常有線(xiàn)程被輪空好幾次；它像是采用了優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略步绸，但又不是完全按優(yōu)先級(jí)的次序分配CPU掺逼，因?yàn)樽罡邇?yōu)先級(jí)的線(xiàn)程也常被忽略；它有時(shí)還像先來(lái)先服務(wù)的調(diào)度瓤介。
以上我們看到的Java線(xiàn)程的執(zhí)行過(guò)程僅僅是在Windows XP平臺(tái)上的運(yùn)行情況吕喘。事實(shí)上赘那，Java在不同的發(fā)展時(shí)期、不同的平臺(tái)上氯质，其線(xiàn)程調(diào)度的策略也是不同的募舟。要想概括Java的線(xiàn)程調(diào)度方法，不是一件容易的事病梢，還是讓我們沿著Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的蹤跡來(lái)探尋和理解Java線(xiàn)程的調(diào)度方法吧胃珍。
二．早期的JVM線(xiàn)程調(diào)度策略
很多網(wǎng)站或課本上都是這樣介紹java線(xiàn)程的調(diào)度策略的[1]：
（1）JVM使用搶占的、基于優(yōu)先權(quán)的調(diào)度策略蜓陌；
（2）每個(gè)線(xiàn)程都有優(yōu)先級(jí)觅彰，JVM總是選擇最高優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程執(zhí)行；
（3）若果兩個(gè)線(xiàn)程具有相同的優(yōu)先級(jí)钮热，則采用FIFO的調(diào)度順序填抬。
在早期的java1.1中，JVM自己實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程調(diào)度隧期，而不依賴(lài)于底層的平臺(tái)飒责。綠色線(xiàn)程（用戶(hù)級(jí)線(xiàn)程）[2]是JVM使用的唯一的線(xiàn)程模型（至少是在solaris平臺(tái)上），其線(xiàn)程調(diào)度采用的應(yīng)該就是上述這種調(diào)度策略仆潮。
綠色線(xiàn)程的執(zhí)行時(shí)間由線(xiàn)程本身來(lái)控制宏蛉，線(xiàn)程自身工作告一段落后，要主動(dòng)告知系統(tǒng)切換到另一個(gè)線(xiàn)程上性置。其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單拾并，不需要專(zhuān)門(mén)的硬件支持，切換操作對(duì)線(xiàn)程自身來(lái)說(shuō)是預(yù)先可知的鹏浅。
因?yàn)榫G色線(xiàn)程庫(kù)是用戶(hù)級(jí)的嗅义，并且Solaris一次只能處理一個(gè)綠色線(xiàn)程，即Java運(yùn)行時(shí)采用多對(duì)一的線(xiàn)程模型隐砸，所以會(huì)導(dǎo)致如下問(wèn)題：（1）Java應(yīng)用程序不能與Solaris環(huán)境中的多線(xiàn)程技術(shù)互操作之碗，就是說(shuō)Solaris管理不了Java線(xiàn)程；（2）Java線(xiàn)程不能在多處理機(jī)上并行執(zhí)行季希；（3）Java 應(yīng)用不能享用操作系統(tǒng)提供的并發(fā)性褪那。由于綠色線(xiàn)程的這些限制，在java1.2之后的版本中放棄了該模型式塌，而采用本地線(xiàn)程（Native threads武通，是指使用操作系統(tǒng)本地的線(xiàn)程庫(kù)建立和管理的線(xiàn)程），即將Java線(xiàn)程連接到本地線(xiàn)程上珊搀，主要由底層平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程的調(diào)度[3]冶忱。
三．依托底層平臺(tái)的Java線(xiàn)程調(diào)度策略
Java語(yǔ)言規(guī)范和Java虛擬機(jī)規(guī)范是Java的重要文檔，可惜的是他們都沒(méi)有說(shuō)明Java線(xiàn)程的調(diào)度問(wèn)題境析∏羟梗或許從Java的角度看派诬，線(xiàn)程并不是Java最基本的內(nèi)容。畢竟Thread類(lèi)也僅僅是Java一個(gè)特定的類(lèi)而已链沼。
終于在Java SE 8 API規(guī)范的Thread類(lèi)說(shuō)明中算是找到了線(xiàn)程調(diào)度的有關(guān)描述：每個(gè)線(xiàn)程有一個(gè)優(yōu)先級(jí)（從1級(jí)到10級(jí)）默赂，較高優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程比低優(yōu)先級(jí)線(xiàn)程先執(zhí)行[4]。程序員可以通過(guò)Thread.setPriority(int)設(shè)置線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)括勺，默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)是NORM_PRIORITY缆八。Java SE 還聲明JVM可以任何方式實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)，甚至忽略它的存在疾捍。這可以看做Java SE提供給程序員的關(guān)于線(xiàn)程調(diào)度的策略奈辰，恐怕就這些了。為什么后來(lái)Java關(guān)于線(xiàn)程調(diào)度說(shuō)得這么少乱豆？是因?yàn)樗幌朐俟苓@事兒了奖恰，再說(shuō)就是多嘴。
我們是通過(guò)Java創(chuàng)建的線(xiàn)程宛裕，線(xiàn)程調(diào)度的事兒Java是脫不開(kāi)的瑟啃。那Java又是如何將線(xiàn)程調(diào)度交給底層的操作系統(tǒng)去做呢？下面我們將跟隨JVM虛擬機(jī)底層平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)揩尸，說(shuō)明Java線(xiàn)程的調(diào)度策略蛹屿。
- Solaris平臺(tái)上的JVM線(xiàn)程調(diào)度策略先說(shuō)Solaris本身的線(xiàn)程調(diào)度。在第9版之前岩榆，Solaris 采用M:N的線(xiàn)程模型蜡峰，即M個(gè)本地線(xiàn)程映射到N個(gè)內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程(LWP，LWP和內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程是一一對(duì)應(yīng)的)上朗恳。當(dāng)本地線(xiàn)程連接到一個(gè)LWP上時(shí)，它才有機(jī)會(huì)獲得CPU使用權(quán)载绿。雖然Solaris提供了改變LWP的優(yōu)先權(quán)的系統(tǒng)調(diào)用粥诫，但是由于本地線(xiàn)程與LWP的連接是動(dòng)態(tài)的、不固定的崭庸。一個(gè)本地線(xiàn)程過(guò)一會(huì)兒可能會(huì)連接到另一個(gè)LWP上怀浆。因而Solaris沒(méi)有可靠的方法改變本地線(xiàn)程的優(yōu)先權(quán)。
再說(shuō)Java線(xiàn)程怕享。既然Java底層的運(yùn)行平臺(tái)提供了強(qiáng)大的線(xiàn)程管理能力执赡，Java就沒(méi)有理由再自己進(jìn)行線(xiàn)程的管理和調(diào)度了。于是JVM放棄了綠色線(xiàn)程的實(shí)現(xiàn)機(jī)制函筋，將每個(gè)Java線(xiàn)程一對(duì)一映射到Solaris平臺(tái)上的一個(gè)本地線(xiàn)程上沙合，并將線(xiàn)程調(diào)度交由本地線(xiàn)程的調(diào)度程序。由于Java線(xiàn)程是與本地線(xiàn)程是一對(duì)一地綁在一起的跌帐，所以改變Java線(xiàn)程的優(yōu)先權(quán)也不會(huì)有可靠地運(yùn)行結(jié)果首懈。
盡管如此绊率，Solaris早期版本還是盡量實(shí)現(xiàn)了基本的用戶(hù)模式下的搶占。系統(tǒng)維護(hù)這一條戒律：就緒隊(duì)列上任何線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)必須小于等于正在運(yùn)行的線(xiàn)程究履，否則滤否，優(yōu)先級(jí)最低的正在運(yùn)行的線(xiàn)程將被剝奪運(yùn)行的機(jī)會(huì)，即將其對(duì)應(yīng)的LWP讓給優(yōu)先級(jí)高的本地線(xiàn)程最仑。在如下三種情況下會(huì)發(fā)生線(xiàn)程的搶占：
（1）當(dāng)正在運(yùn)行的本地線(xiàn)程降低了其優(yōu)先級(jí)藐俺，使其小于就緒隊(duì)列中的某個(gè)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)
（2）當(dāng)正在運(yùn)行的本地線(xiàn)程增加了就緒隊(duì)列中某個(gè)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)，使其高于正在運(yùn)行的線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)
（3）當(dāng)就緒隊(duì)列中新加入了一個(gè)優(yōu)先級(jí)高于正在運(yùn)行的線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)泥彤，例如欲芹，某個(gè)高優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程被喚醒。
Java線(xiàn)程的喚醒全景、優(yōu)先級(jí)設(shè)置是由JVM實(shí)現(xiàn)的耀石，但線(xiàn)程的調(diào)度（與LWP的連接）則是由本地線(xiàn)程庫(kù)完成。操作系統(tǒng)（Solaris）可以依據(jù)自己的原則改變LWP的優(yōu)先級(jí)爸黄，例如滞伟，通過(guò)動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)分時(shí)，這是線(xiàn)程庫(kù)和JVM都無(wú)法干預(yù)的炕贵。
Solaris 9之后梆奈，使用了1:1的線(xiàn)程模型，即本地線(xiàn)程與LWP一對(duì)一地綁在一起称开，本地線(xiàn)程庫(kù)也失去了直接干預(yù)線(xiàn)程調(diào)度的機(jī)會(huì)（指為本地線(xiàn)程選擇連接LWP）亩钟。Java線(xiàn)程也就通過(guò)本地線(xiàn)程與LWP終生地一對(duì)一地綁在一起。這樣可以通過(guò)改變本地線(xiàn)程或Java線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)來(lái)影響LWP的優(yōu)先級(jí)鳖轰，從而影響系統(tǒng)的CPU調(diào)度清酥。但具體的CPU分配策略還是Solaris做出的，JVM僅起輔助的作用蕴侣。
- Windows平臺(tái)上的Java線(xiàn)程調(diào)度策略
在Windows下焰轻，Java線(xiàn)程一對(duì)一地綁定到Win32線(xiàn)程（相當(dāng)于Solaris的native線(xiàn)程）上。當(dāng)然Win32線(xiàn)程也是一對(duì)一地綁定到內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程上昆雀，所以Java線(xiàn)程的調(diào)度實(shí)際上是內(nèi)核完成的辱志。Java虛擬機(jī)可以做的是通過(guò)將Java線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)映射到Win32線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)上，從而影響系統(tǒng)的線(xiàn)程調(diào)度決策狞膘。
Windows內(nèi)核使用了32級(jí)優(yōu)先權(quán)模式來(lái)決定線(xiàn)程的調(diào)度順序揩懒。優(yōu)先權(quán)被分為兩類(lèi)：可變類(lèi)優(yōu)先權(quán)包含了1-15級(jí)，不可變類(lèi)優(yōu)先權(quán)（實(shí)時(shí)類(lèi)）包含了16-31級(jí)挽封。調(diào)度程序?yàn)槊恳粋€(gè)優(yōu)先級(jí)建一個(gè)調(diào)度隊(duì)列已球，從高優(yōu)先級(jí)到低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列逐個(gè)查找，直到找到一個(gè)可運(yùn)行的線(xiàn)程。
Win32將進(jìn)程（process）分為如下6個(gè)優(yōu)先級(jí)類(lèi)：
REALTIME_PRIORITY_CLASS
HIGH_PRIORITY_CLASS
ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS
NORMAL_PRIORITY_CLASS
BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS
IDLE_PRIORITY_CLASS
為區(qū)分進(jìn)程內(nèi)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)和悦，每個(gè)優(yōu)先級(jí)類(lèi)又包含6個(gè)相對(duì)優(yōu)先級(jí)：
TIME_CRITIAL
HEGHEST
ABOVE_NORNAL
NORMAL
BELOW_NORMAL
LOWEST
IDLE
這樣每個(gè)Win32線(xiàn)程屬于某個(gè)優(yōu)先級(jí)類(lèi)（由該線(xiàn)程所屬的進(jìn)程決定）退疫，并具有進(jìn)程內(nèi)的某個(gè)相對(duì)優(yōu)先級(jí)，其對(duì)應(yīng)的內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)如下表所示：
當(dāng)把Java 線(xiàn)程綁定到Win32線(xiàn)程時(shí)鸽素，需要將Java線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)映射到Win32線(xiàn)程上褒繁。Java 6在Windows的實(shí)現(xiàn)中將Java線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)按下表所示映射到Win32線(xiàn)程的相對(duì)優(yōu)先級(jí)上。
當(dāng)JVM將線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)映射到Win32線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)上之后馍忽，線(xiàn)程調(diào)度的工作就是Win32和Windows內(nèi)核的事兒了棒坏。
Windows采用基于優(yōu)先級(jí)的、搶占的線(xiàn)程調(diào)度算法遭笋。調(diào)度程序保證總是讓具有最高優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程運(yùn)行坝冕。一個(gè)線(xiàn)程僅在如下四種情況下才會(huì)放棄CPU：（1）被一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程搶占；（2）結(jié)束瓦呼；（3）時(shí)間片到喂窟；（4）執(zhí)行導(dǎo)致阻塞的系統(tǒng)調(diào)用。當(dāng)線(xiàn)程的時(shí)間片用完后央串，降低其優(yōu)先級(jí)磨澡；當(dāng)線(xiàn)程從阻塞變?yōu)榫途w時(shí)，增加線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)质和；當(dāng)線(xiàn)程很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有機(jī)會(huì)運(yùn)行時(shí)稳摄，系統(tǒng)也會(huì)提升線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)。Windows區(qū)分前臺(tái)和后臺(tái)進(jìn)程饲宿，前臺(tái)進(jìn)程往往獲得更長(zhǎng)的時(shí)間片厦酬。以上這些措施體現(xiàn)了Windows基于動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)、分時(shí)和搶占的CPU調(diào)度策略瘫想。調(diào)度策略很復(fù)雜仗阅，考慮了線(xiàn)程執(zhí)行過(guò)程的各個(gè)方面，再加上系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的變化国夜，我們很難通過(guò)線(xiàn)程運(yùn)行過(guò)程的觀察理清調(diào)度算法的全貌减噪。在本文開(kāi)頭的例子說(shuō)明了這一點(diǎn)。
由于Java線(xiàn)程到Windows內(nèi)核線(xiàn)程一對(duì)一的綁定方式支竹，所以我們看到的Java線(xiàn)程的運(yùn)行過(guò)程實(shí)際上反映的是Windows的調(diào)度策略。
請(qǐng)注意鸠按，盡管Windows采用了基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略礼搁，但不會(huì)出現(xiàn)饑餓現(xiàn)象。其采取的主要措施是：優(yōu)先級(jí)再高的的線(xiàn)程也會(huì)在運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片之后放棄CPU目尖，并且降低其優(yōu)先級(jí)馒吴，從而保證了低優(yōu)先級(jí)線(xiàn)程也有機(jī)會(huì)運(yùn)行。
- Linux中Java線(xiàn)程調(diào)度
同Windows一樣，在Linux上Java線(xiàn)程一對(duì)一地映射到內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程上饮戳。不過(guò)Linux中是不區(qū)分進(jìn)程和線(xiàn)程的豪治，同一個(gè)進(jìn)程中的線(xiàn)程可以看作是共享程度較高的一組進(jìn)程。Linux也是通過(guò)優(yōu)先級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)CPU分配的扯罐，應(yīng)用程序可以通過(guò)調(diào)整nice值（謙讓值）來(lái)設(shè)置進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)负拟。nice值反映了線(xiàn)程的謙讓程度，該值越高說(shuō)明這個(gè)線(xiàn)程越有意愿把CPU讓給別的線(xiàn)程歹河，nice的值可以由線(xiàn)程自己設(shè)定掩浙。所以JVM需要實(shí)現(xiàn)Java線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)到nice的映射，即從區(qū)間[1秸歧，10]到[19厨姚， -20]的映射。把自己線(xiàn)程的nice值設(shè)置高了键菱，說(shuō)明你的人品很謙讓?zhuān)?dāng)然使用CPU的機(jī)會(huì)就會(huì)少一點(diǎn)谬墙。
linux調(diào)度器實(shí)現(xiàn)了一個(gè)搶占的、基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法经备，支持兩種類(lèi)型的進(jìn)程的調(diào)度：實(shí)時(shí)進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)范圍為[0拭抬，99]，普通進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)范圍為[100弄喘，140]玖喘。
進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)越高，所獲得的時(shí)間片就越大蘑志。每個(gè)就緒進(jìn)程都有一個(gè)時(shí)間片累奈。內(nèi)核將就緒進(jìn)程分為活動(dòng)的（active）和過(guò)期的（expired）兩類(lèi)：只要進(jìn)程的時(shí)間片沒(méi)有耗盡，就一直有資格運(yùn)行急但，稱(chēng)為活動(dòng)的澎媒；當(dāng)進(jìn)程的時(shí)間片耗盡后，就沒(méi)有資格運(yùn)行了波桩，稱(chēng)為過(guò)期的戒努。調(diào)度程序總是在活動(dòng)的進(jìn)程中選擇優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程執(zhí)行，直到所有的活動(dòng)進(jìn)程都耗盡了他們的時(shí)間片镐躲。當(dāng)所有的活動(dòng)進(jìn)程都變成過(guò)期的之后储玫，調(diào)度程序再將所有過(guò)期的進(jìn)程置為活動(dòng)的，并為他們分配相應(yīng)的時(shí)間片萤皂，重新進(jìn)行新一輪的調(diào)度撒穷。所以Linux的線(xiàn)程調(diào)度也不會(huì)出現(xiàn)饑餓現(xiàn)象。
在Linux上裆熙，同Windows的情況類(lèi)似端礼，Java線(xiàn)程的調(diào)度最終轉(zhuǎn)化為了操作系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度禽笑。
四．總結(jié)
從以上Java在不同平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)來(lái)看，只有在底層平臺(tái)不支持線(xiàn)程時(shí)蛤奥，JVM才會(huì)自己實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程的管理和調(diào)度佳镜，此時(shí)Java線(xiàn)程以綠色線(xiàn)程的方式運(yùn)行。由于目前流行的操作系統(tǒng)都支持線(xiàn)程凡桥，所以JVM就沒(méi)必要管線(xiàn)程調(diào)度的事情了蟀伸。應(yīng)用程序通過(guò)setPriority()方法設(shè)置的線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)，將映射到內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)唬血，影響內(nèi)核的線(xiàn)程調(diào)度望蜡。
目前的Java的官方文檔中幾乎不再介紹有關(guān)Java線(xiàn)程的調(diào)度算法問(wèn)題，因?yàn)檫@確實(shí)不是Java的事兒了拷恨。盡管程序中還可以調(diào)用setPriority()脖律，提請(qǐng)JVM注意線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)，但你千萬(wàn)不要把這事兒太當(dāng)真腕侄。Java中所謂的線(xiàn)程調(diào)度僅是底層平臺(tái)線(xiàn)程調(diào)度的一個(gè)影子而已小泉。
由于Java是跨平臺(tái)的，因此要求Java的程序設(shè)計(jì)不能對(duì)Java線(xiàn)程的調(diào)度方法有任何假設(shè)冕杠，即程序運(yùn)行的正確性不能依賴(lài)于線(xiàn)程調(diào)度的方法微姊。所以說(shuō)程序員最好不要過(guò)分關(guān)心底層平臺(tái)是如何實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程調(diào)度的，呵呵分预！只要知道他們是并發(fā)運(yùn)行的就可以了兢交，甚至不必在意線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)，因?yàn)閮?yōu)先級(jí)也不靠譜笼痹。正如Joshua Bloch在他的書(shū)《Effective Java》中給出的第72條忠告：任何依賴(lài)線(xiàn)程調(diào)度器來(lái)達(dá)到正確性或性能要求的程序配喳，很有可能都是不可移植的[5]。當(dāng)然凳干，世界上沒(méi)有絕對(duì)的事情晴裹。
如果程序員一定要規(guī)范線(xiàn)程的執(zhí)行順序，應(yīng)該使用線(xiàn)程的同步操作wait(), notify()等顯式實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程之間的同步關(guān)系救赐，才能保證程序的正確性涧团。
參考文獻(xiàn)：
[1] http://lass.cs.umass.edu/~shenoy/courses/fall01/labs/talab2.html[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Green_threads[3] http://www.sco.com/developers/java/j2sdk122-001/ReleaseNotes.html#THREADS[4] http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/index.html[5] Joshua Bloch，Effective java
作者系山東大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授
