JVM 处理多线程并发执行

JVM(Java Virtual Machine)在处理多线程并发执行方面具有强大的支持,主要依赖于其内置的线程模型、内存模型以及同步机制。

JVM 通过以下关键机制和组件来管理多线程并发执行:

1. 线程模型

  • Java 线程与操作系统线程

    • 在 JVM 中,每个 Java 线程(java.lang.Thread)都映射到一个底层的操作系统线程。这意味着 Java 线程可以充分利用多核处理器的优势,实现真正的并行执行。
    • JVM 负责管理线程的创建、调度和销毁,开发者可以通过 java.lang.Thread 类或 java.util.concurrent 包来创建和管理线程。
  • 线程调度

    • JVM 使用操作系统的线程调度机制来调度 Java 线程。线程调度可以是抢占式的(Preemptive),即操作系统根据优先级和时间片来切换线程,也可以是非抢占式的(Non-Preemptive),即线程主动让出 CPU。

2. 内存模型

  • Java 内存模型(Java Memory Model, JMM)
    • JMM 定义了线程之间如何通过内存进行交互,以及如何保证内存操作的可见性和有序性。JMM 确保在没有正确同步的情况下,多线程程序的行为仍然是可预测的。
    • 主内存与工作内存
      • 每个线程都有自己的工作内存(Working Memory),用于存储线程私有的变量副本。
      • 所有线程共享主内存(Main Memory),用于存储共享变量。
    • 内存操作
      • 线程对变量的读写操作必须在工作内存中进行,并通过主内存进行同步。
      • JMM 定义了 volatilesynchronizedfinal 等关键字的内存语义,确保多线程程序的正确性。

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