（2）執行緒模型有哪些？

（3）各語言使用的是哪種執行緒模型？

簡介

在Java中，我們平時所說的併發程式設計、多執行緒、共享資源等概念都是與執行緒相關的，這裡所說的執行緒實際上應該叫作“使用者執行緒”，而對應到作業系統，還有另外一種執行緒叫作“核心執行緒”。

使用者執行緒位於核心之上，它的管理無需核心支援；而核心執行緒由作業系統來直接支援與管理。幾乎所有的現代作業系統，包括 Windows、Linux、Mac OS X 和 Solaris，都支援核心執行緒。

最終，使用者執行緒和核心執行緒之間必然存在某種關係，本章我們一起來學習下建立這種關係常見的三種方法：多對一模型、一對一模型和多對多模型。

多對一模型

多對一執行緒模型，又叫作使用者級執行緒模型，即多個使用者執行緒對應到同一個核心執行緒上，執行緒的建立、排程、同步的所有細節全部由程序的使用者空間執行緒庫來處理。

優點：

• 使用者執行緒的很多操作對核心來說都是透明的，不需要使用者態和核心態的頻繁切換，使執行緒的建立、排程、同步等非常快；

缺點：

• 由於多個使用者執行緒對應到同一個核心執行緒，如果其中一個使用者執行緒阻塞，那麼該其他使用者執行緒也無法執行；

• 核心並不知道使用者態有哪些執行緒，無法像核心執行緒一樣實現較完整的排程、優先順序等；

許多語言實現的協程庫基本上都屬於這種方式，比如python的gevent。

一對一模型

一對一模型，又叫作核心級執行緒模型，即一個使用者執行緒對應一個核心執行緒，核心負責每個執行緒的排程，可以排程到其他處理器上面。

優點：

• 實現簡單【本篇文章由公眾號“彤哥讀原始碼”原創】；

缺點：

• 對使用者執行緒的大部分操作都會對映到核心執行緒上，引起使用者態和核心態的頻繁切換；

• 核心為每個執行緒都對映排程實體，如果系統出現大量執行緒，會對系統性能有影響；

Java使用的就是一對一執行緒模型，所以在Java中啟一個執行緒要謹慎。

多對多模型

多對多模型，又叫作兩級執行緒模型，它是博採眾長之後的產物，充分吸收前兩種執行緒模型的優點且儘量規避它們的缺點。

在此模型下，使用者執行緒與核心執行緒是多對多（m : n，通常m>=n）的對映模型。

首先，區別於多對一模型，多對多模型中的一個程序可以與多個核心執行緒關聯，於是程序內的多個使用者執行緒可以繫結不同的核心執行緒，這點和一對一模型相似；

其次，又區別於一對一模型，它的程序裡的所有使用者執行緒並不與核心執行緒一一繫結，而是可以動態繫結核心執行緒， 當某個核心執行緒因為其繫結的使用者執行緒的阻塞操作被核心排程讓出CPU時，其關聯的程序中其餘使用者執行緒可以重新與其他核心執行緒繫結執行。

所以，多對多模型既不是多對一模型那種完全靠自己排程的也不是一對一模型完全靠作業系統排程的，而是中間態（自身排程與系統排程協同工作），因為這種模型的高度複雜性，作業系統核心開發者一般不會使用，所以更多時候是作為第三方庫的形式出現。

優點：

• 兼具多對一模型的輕量；

• 由於對應了多個核心執行緒，則一個使用者執行緒阻塞時，其他使用者執行緒仍然可以執行；

• 由於對應了多個核心執行緒，則可以實現較完整的排程、優先順序等；

缺點：

• 實現複雜【本篇文章由公眾號“彤哥讀原始碼”原創】；

Go語言中的goroutine排程器就是採用的這種實現方案，在Go語言中一個程序可以啟動成千上萬個goroutine，這也是其出道以來就自帶“高併發”光環的重要原因。

後面講到Java中的ForkJoinPool的時候，我們會拿Go語言的PMG執行緒模型來對比講解。

總結

（1）執行緒分為使用者執行緒和核心執行緒；

（2）執行緒模型有多對一模型、一對一模型、多對多模型；

（3）作業系統一般只實現到一對一模型；

（4）Java使用的是一對一執行緒模型，所以它的一個執行緒對應於一個核心執行緒，排程完全交給作業系統來處理；

（5）Go語言使用的是多對多執行緒模型，這也是其高併發的原因，它的執行緒模型與Java中的ForkJoinPool非常類似；

（6）python的gevent使用的是多對一執行緒模型；

彩蛋

你所學過的語言都是使用的什麼執行緒模型呢？

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