本站于2023年9月4日。收到“大连君*****咨询有限公司”通知
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另祝：版权碰瓷诈骗团伙，早日弃暗投明。
相关新闻：借版权之名、行诈骗之实，周某因犯诈骗罪被判处有期徒刑十一年六个月
叹！百花齐放的时代,渐行渐远!
关于java线程模型
在Java中，基本我们说的线程（Thread）实际上应该叫作“用户线程”，而对应到操作系统，还有另外一种线程叫作“内核线程”。
用户线程和内核线程之间必然存在某种关系，多对一模型、一对一模型和多对多模型
多对一线程模型
多个用户线程对应到同一个内核线程上，线程的创建、调度、同步的所有细节全部由进程的用户空间线程库来处理。
优点：用户线程的很多操作对内核来说都是透明的，不需要用户态和内核态的频繁切换，使线程的创建、调度、同步等非常快；
缺点：由于多个用户线程对应到同一个内核线程，如果其中一个用户线程阻塞，那么该其他用户线程也无法执行；
内核并不知道用户态有哪些线程，无法像内核线程一样实现较完整的调度、优先级等；
一对一模型
即一个用户线程对应一个内核线程，内核负责每个线程的调度
优点：（比如JVM几乎把所有对线程的操作都交给了内核）实现线程模型的容器（jvm）简单，所以我们经常听到在java中使用线程一定要慎重就是这个原因；
缺点：对用户线程的大部分操作都会映射到内核线程上，引起用户态和内核态的频繁切换；
内核为每个线程都映射调度实体，如果系统出现大量线程，会对系统性能有影响；
多对多模型
本篇文章暂不作介绍
内核态、用户态
如果有以上的认知，那么一个java的线程在运行的时候是内核态还是用户态呢？
其实这是个伪命题，因为一个软件级别的线程，用户态和内核态是不确定的。那么什么是内核态什么用户态呢？
这就要说到mmu和mmap了
linux系统的虚拟地址映射
一、物理地址空间是什么
理解虚拟地址空间还得从物理地址空间开始说起。我们知道内存就像一个数组，每个存储单元被分配了一个地址，这个地址就是物理地址，所有物理地址构成的集合就是物理地址空间。物理地址也就是真实的地址，对应真实的那个内存条。
二、虚拟地址空间是什么
引入虚拟地址之后，对于每一个进程，操作系统提供一种假象，让每个进程感觉自己拥有一个巨大的连续的内存可以使用，这个虚拟的空间甚至还可以比内存的容量还大。这个“假象”就是虚拟地址空间。虚拟地址是面向每个进程的，只是一个“假象”罢了。
CPU使用虚拟地址向内存寻址，通过专用的内存管理单元（MMU）硬件把虚拟地址转换为真实的物理地址。
intel x86 CPU有四种不同的执行级别0-3，linux只使用了其中的0级和3级分别来表示内核态和用户态，所谓的内核态和用户态其实仅仅是CPU的一个权限而已。
用户态切换到内核态的3种方式
a. 系统调用
b. 异常（这个异常不是java当中的异常）
c. 外围设备的中断
其实站在java程序员的角度只需要关注系统调用，因为系统调用可以认为是用户进程主动发起的，比如：调用线程的park()方法会对应到一个os的一个函数，从而使当前线程进入了内核态；再比如遇到synchronized关键字如果是重量锁则会调用pthread_mutex_lock（）这样我们的线程也会切换到内核态；当执行完系统调用切换到用户态；
什么是切换？有哪些切换
而在每个任务运行前，CPU 都需要知道任务从哪里加载、又从哪里开始运行，也就是说，需要系统事先帮它设置好CPU 寄存器和程序计数器。
什么是 CPU 上下文
和spring上下文差不多，CPU 寄存器和程序计数器就是 CPU 上下文，因为它们都是 CPU 在运行任何任务前，必须的依赖环境。
- CPU 寄存器是 CPU 内置的容量小、但速度极快的内存。
- 程序计数器则是用来存储 CPU 正在执行的指令位置、或者即将执行的下一条指令位置。
什么是 CPU 上下文切换
就是先把前一个任务的 CPU 上下文（也就是 CPU 寄存器和程序计数器）保存起来，然后加载新任务的上下文到这些寄存器和程序计数器，最后再跳转到程序计数器所指的新位置，运行新任务。而这些保存下来的上下文，会存储在系统内核中，并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响，让任务看起来还是连续运行。
CPU 上下文切换的类型
根据任务的不同，和java并发编程相关的我们只关心以下两种类型 - 进程上下文切换 - 线程上下文切换。
进程上下文切换
1、进程上下文切换之系统调用
进程既可以在用户空间运行，又可以在内核空间中运行。进程在用户空间运行时，被称为进程的用户态，而陷入内核空间的时候，被称为进程的内核态。
从用户态到内核态的转变，需要通过系统调用来完成。比如，当我们查看文件内容时，就需要多次系统调用来完成：首先调用 open() 打开文件，然后调用 read() 读取文件内容，并调用 write() 将内容写到标准输出，最后再调用 close() 关闭文件。
在这个过程中就发生了 CPU 上下文切换，整个过程是这样的：
1）保存 CPU 寄存器里原来用户态的指令位
2）为了执行内核态代码，CPU 寄存器需要更新为内核态指令的新位置。
3）跳转到内核态运行内核任务。
4）当系统调用结束后，CPU 寄存器需要恢复原来保存的用户态，然后再切换到用户空间，继续运行进程。
所以，一次系统调用的过程，其实是发生了两次 CPU 上下文切换
不过，需要注意的是，系统调用过程中，并不会涉及到虚拟内存等进程用户态的资源，也不会切换进程。这跟我们通常所说的进程上下文切换是不一样的：进程上下文切换，是指从一个进程切换到另一个进程运行；而系统调用过程中一直是同一个进程在运行。
所以，系统调用过程通常称为特权模式切换，而不是上下文切换。系统调用属于同进程内的 CPU 上下文切换。
进程的上下文不仅包括了虚拟内存、栈、全局变量等用户空间的资源，还包括了内核堆栈、寄存器等内核空间的状态。
因此，进程的上下文切换就比系统调用时多了一步：在保存内核态资源（当前进程的内核状态和 CPU寄存器）之前，需要先把该进程的用户态资源（虚拟内存、栈等）保存下来；而加载了下一进程的内核态后，还需要刷新进程的虚拟内存和用户栈。
发生进程上下文切换的场景：
1）为了保证所有进程可以得到公平调度，CPU 时间被划分为一段段的时间片，这些时间片再被轮流分配给各个进程。这样，当某个进程的时间片耗尽了，就会被系统挂起，切换到其它正在等待CPU 的进程运行。
2）进程在系统资源不足（比如内存不足）时，要等到资源满足后才可以运行，这个时候进程也会被挂起，并由系统调度其他进程运行。
3）当进程通过睡眠函数 sleep 这样的方法将自己主动挂起时，自然也会重新调度。
4）当有优先级更高的进程运行时，为了保证高优先级进程的运行，当前进程会被挂起，由高优先级进程来运行。
线程上下文切换
特点以及场景：
1. 前后两个线程属于不同进程。此时，因为资源不共享，所以切换过程就跟进程上下文切换是一样。
2. 前后两个线程属于同一个进程。此时，因为虚拟内存是共享的，所以在切换时，虚拟内存这些资源就保持不动，只需要切换线程的私有数据、寄存器等不共享的数据和一个同学的套路（cas不会升级内核态，他仅仅是处理器提供的一个指令，速度非常快）
