OpenJDK9 Hotspot : Thread

roundstones 發布于2019-08-14 17:37 / 1792人閱讀

摘要：前言本文從類的方法的內部實現入手，分析多線程相關的數據結構類和原理類方法類的方法用于啟動線程，方法內部調用了方法在源代碼中搜索，可以看到對應函數在源代碼中搜索函數核心代碼計算線程堆棧大小創建對象初始化啟動線程在創建時傳入了一個函數指針，

前言

本文從 Java Thread 類的 start 方法的內部實現入手，分析 Hotspot JVM 多線程相關的數據結構（類）和原理

Thread 類 start 方法

Thread 類的 start 方法用于啟動線程，方法內部調用了 native 方法 start0

public synchronized void start() {
    ...
    try {
        start0();
        started = true;
    } finally {
    ...}
}

private native void start0();

在 openjdk 源代碼中搜索 start0，可以看到 start0 對應 JVM_StartThread native 函數

jdk/src/java.base/share/native/libjava/Thread.c:44:
{"start0",           "()V",        (void *)&JVM_StartThread},

在 openjdk 源代碼中搜索 JVM_StartThread

hotspot/src/share/vm/prims/jvm.cpp:2785:
JVM_ENTRY(void, JVM_StartThread(JNIEnv* env, jobject jthread))

JVM_StartThread 函數核心代碼

JVM_ENTRY(void, JVM_StartThread(JNIEnv* env, jobject jthread)) {
    JVMWrapper("JVM_StartThread");
    JavaThread *native_thread = NULL;
    ...
    JavaThread *native_thread;
    ...
    if (...) {
    } else {
        jlong size = janga_lang_Thread::stackSize(
        JNIHandles::resolve_non_null(jthread));
        size_t sz = size > 0 ? (size_t) size : 0;
        native_thread = new JavaThread(&thread_entry, sz);
        if (native_thread->osthread() != NULL) {
            native_thread->prepare(jthread);
        }
    }
    ...
    Thread::start(native_thread);
}
JVM_END

計算線程堆棧大小

創建 JavaThread 對象

初始化 osthread ?

啟動線程

在創建 JavaThread 時傳入了一個函數指針 thread_entry，它是 os thread 的入口函數

static void thread_entry(JavaThread* thread, TRAPS) {
    HandleMark hm(THREAD);
    Handle obj(THREAD, thread->threadObj());
    JavaValue result(T_VOID);
    JavaCalls::call_virtual(&result,
        obj,
        KlassHandle(THREAD, SystemDictionary::Thread_klass()),
        vmSymbols::run_method_name(),
        vmSymbols::void_method_signature(),
        THREAD);
    }

JavaCalls::call_virtual 函數用于從 native（C/C++）代碼調用 Java 代碼，從變量和函數命名很容易看出，thread_entry 函數將調用 Java Thread 對象的 run 方法，將控制邏輯從 native 環境轉向 Java 環境

JavaThread

從上文分析 Java Thread 類的 start 方法可以得知每個 Java Threard 對象在 JVM 內部都有一個 native 對象 JavaThread 與之對應. 我們從構造函數入手分析 JavaThread. thread.cpp 文件中有一段注釋描述了 Hotspot 線程類的層次結構：

Class hierarchy
 - Thread
   - NamedThread
     - VMThread
     - ConcurrentGCThread
     - WorkerThread
       - GangWorker
       - GCTaskThread
   - JavaThread
     - various subclasses eg CompilerThread, ServiceThread
   - WatcherThread

構造函數

JavaThread::JavaThread(ThreadFunction entry_point, size_t stack_sz) :
                       Thread() {
  initialize();
  _jni_attach_state = _not_attaching_via_jni;
  set_entry_point(entry_point);
  // Create the native thread itself.
  // %note runtime_23
  os::ThreadType thr_type = os::java_thread;
  thr_type = entry_point == &compiler_thread_entry ? os::compiler_thread :
                                                     os::java_thread;
  os::create_thread(this, thr_type, stack_sz);
}

根據 entry_point（線程入口函數指針）確定線程線程 thr_type

調用 os::create_thread 創建 os thread（pthread）

OSThread 總結

云服務器 GPU云服務器 HotSpot -thread thread webrtc thread

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