从操作系统的视角和Java虚拟机的视角看线程状态

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从操作系统的视角和Java虚拟机的视角看线程状态

2024-06-01 23:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

同一个线程,从操作系统层面和从JVM层面看,状态有可能是不一样的。

关于从JVM层面,线程状态有哪些,可以参考我的如下博客:

https://blog.csdn.net/Tom098/article/details/102873208

从操作系统层面,线程有哪些状态,,可以参考我的如下博客(这篇博客是介绍Linux下进程状态的,但是由于对Linux来说,线程也是一个进程,也有进程控制块,只不过操作系统内核为线程分配的资源比普通的进程要少一些,所以叫他Light Weight Process, 关于从操作系统内核角度看进程和线程的区别,这里不展开说。我们可以用'top -H'命令或者ps命令查看。比如查看进程2605的所有线程的状态,可以用命令 'ps -mp 2605 -o THREAD,pid,tid,state'查看,):

https://blog.csdn.net/tom098/article/details/118442736

这里有一个用例,我们用如下的java代码来写一个简单的网络服务端程序:

1 import java.net.*; 2 import java.io.*; 3 public class CS_Server 4 { 5 public static void main(String[] args) throws Exception 6 { 7 ServerSocket ss = new ServerSocket(38380);//是一个能够接受其他通信实体请求的类 8 System.out.println("服务器正在等待客户端的连接请求----"); 9 //用一个while循环可以同时响应多个客户端的请求 10 while(true){ 11 Socket sk= ss.accept();//服务器监听对应端口的输入 12 ServerThread st = new ServerThread(sk);//创建一个线程,用线程创建一个套接字 13 st.start(); 14 } 15 } 16 } 17 18 //服务器线程类 19 class ServerThread extends Thread 20 { 21 Socket sk; 22 public ServerThread(Socket sk){ 23 this.sk= sk; 24 } 25 public void run() { 26 BufferedReader br=null; 27 try{ 28 br = new BufferedReader(new InputStreamReader(sk.getInputStream())); 29 String line = br.readLine(); 30 System.out.println("来自客户端的数据:"+line); 31 br.close(); 32 sk.close(); 33 } 34 catch(IOException e){ 35 e.printStackTrace(); 36 } 37 } 38 }

 这个程序的功能就是在9999端口监听客户端请求,如果有客户端连上来,服务端就接受客户端发来的数据并打印出来。程序运行之后,我们故意不让任何客户端来接,这样服务端就会阻塞在第一行的代码 Socket.accept()方法的调用上,一直没有客户端请求练上来,这个方法一直不返回,这也是所谓的阻塞式IO。这时我们在一个新的shell 会话窗口执行命令 'kill -3 2605', 2605是该java进程的ID,我们会在前一个SSH窗口看到该JVM进程的thread dump:

[root@10 workspace]# java -cp . CS_Server 服务器正在等待客户端的连接请求---- 2021-07-03 08:35:50 Full thread dump OpenJDK 64-Bit Server VM (25.292-b10 mixed mode): "Service Thread" #7 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f0174119800 nid=0xa35 runnable [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C1 CompilerThread1" #6 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f0174116800 nid=0xa34 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread0" #5 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f0174115000 nid=0xa33 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f0174106000 nid=0xa32 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=0 tid=0x00007f01740da800 nid=0xa31 in Object.wait() [0x00007f016452c000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock) at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:144) - locked (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock) at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:165) at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:216) "Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=0 tid=0x00007f01740d5800 nid=0xa30 in Object.wait() [0x00007f016462d000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on (a java.lang.ref.Reference$Lock) at java.lang.Object.wait(Object.java:502) at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191) - locked (a java.lang.ref.Reference$Lock) at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153) "main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f017404b800 nid=0xa2e runnable [0x00007f017b93f000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at java.net.PlainSocketImpl.socketAccept(Native Method) at java.net.AbstractPlainSocketImpl.accept(AbstractPlainSocketImpl.java:409) at java.net.ServerSocket.implAccept(ServerSocket.java:560) at java.net.ServerSocket.accept(ServerSocket.java:528) at CS_Server.main(CS_Server.java:11)

 可以看到一共有9各线程,"main"这个线程就是我们写的线程,他的nid=0xa2e,他的状态是RUNNABLE的,他正在运行的方法是java.net.PlainSocketImpl.socketAccept(Native Method),是一个Native方法。剩下的8个线程都是JVM本身的线程,有的是WAITING状态,有的是RUNNABLE状态。按照猜测,如果我们用 'ps -mp 2605 -o THREAD,pid,tid,state'命令从操作系统层面查看各线程的状态,所有这些JVM里边看到的处于RUNNABLE状态的线程,在操作系统里看应该也是RUNNING状态的,其他JVM的thread dump里显示处于WAITING状态的线程,在操作系统层面看应该处于S或D的状态,下边我们看一下实际结果:

[root@10 ~]# ps -mp 2605 -o THREAD,pid,tid,state USER %CPU PRI SCNT WCHAN USER SYSTEM PID TID S root 0.1 - - - - - 2605 - - root 0.0 19 - futex_ - - - 2605 S root 0.0 19 - poll_s - - - 2606 S root 0.0 19 - futex_ - - - 2607 S root 0.0 19 - futex_ - - - 2608 S root 0.0 19 - futex_ - - - 2609 S root 0.0 19 - futex_ - - - 2610 S root 0.0 19 - futex_ - - - 2611 S root 0.0 19 - futex_ - - - 2612 S root 0.0 19 - futex_ - - - 2613 S root 0.1 19 - futex_ - - - 2614 S

可以看到所有的线程都是S状态,也即:   interruptible sleep 状态。这里边的TID就是线程号了,可以看到第一行PID显示2605, TID空,第二行PID是空的,TID是2605,这也从一个侧面反映从操作系统内核角度,线程也是被当作进程的,每个线程都会有一个PCB(task_struct)。

那这些线程ID如何跟我们的JVM中的线程ID对应起来的,我们我们最关心的JVM中我们自己写的main()方法对应的主线程(nid=0xa2e)是ps命令输出中哪个线程呢?其实很好办,ps命令输出的TID都是10进制的,而JVM thread dump的nid都是16进制的,我们可以简单做一下转换,就可以找到了:

[root@10 ~]# printf "%x\n" 2606 a2e

 比如我们这里看到2606就是我们自己写的线程,他的状态是S。而其他的JVM自身的线程,不管是WAITING的,还是RUNNABLE的,也都是S状态。这就印证了我们前边的结论,操作系统和JVM对线程的状态的理解还是有一点点不一样的,但不管怎样,最重要是我们自己要明白线程在做什么,至于你给这个线程定义一个什么状态,那都不是很重要,不要被这些状态所迷惑。

另外一个题外话,在这个例子中,我们进程PID是2605,而进程里边的线程是紧接着这个数字从2606到2614,可以看到操作系统在管理PID的号码时,不仅仅分配给了进程,还是分配给了线程的。



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