详解Java中的线程模型与线程调度

线程模型

在Java中，线程的实现是基于OS的线程（Native Thread）实现的。每个Java线程对应了一个OS线程。

线程模型主要由执行线程和阻塞线程两部分组成。执行线程就是正在执行的线程，阻塞线程就是等待某些事件或条件才能执行的线程。

当线程遇到IO或者锁时，线程进入阻塞状态，被加入到对应的阻塞队列中。等待IO或者锁释放时被唤醒，进入到就绪状态。当线程获得CPU时间片时，进入执行状态。

线程调度

Java提供了线程调度器（Thread Scheduler）来管理线程。它以一定的策略选择下一个执行的线程。

线程是以优先级的形式来竞争CPU资源的，优先级高的线程会获得更多的执行时间。Java中线程的优先级用1-10表示，10为最高优先级，5为默认优先级。

此外，Java线程还可以设置为守护线程。当所有用户线程执行完毕时，JVM会自动退出，但守护线程不会阻止JVM的退出。

示例

示例一

下面是一个简单的Java多线程例子，实现了3个线程A、B、C，每个线程循环打印指定的字母，与其他线程交替执行，如ABCABC……

public class AlternatePrint {
    private volatile int flag = 1; // 标识变量，为1表示打印A，为2表示打印B，为3表示打印C。

    public void printA() throws InterruptedException {
        synchronized (this) {
            while (flag != 1) {
                this.wait();
            }
            System.out.print("A");
            flag = 2;
            this.notifyAll();
        }
    }

    public void printB() throws InterruptedException {
        synchronized (this) {
            while (flag != 2) {
                this.wait();
            }
            System.out.print("B");
            flag = 3;
            this.notifyAll();
        }
    }

    public void printC() throws InterruptedException {
        synchronized (this) {
            while (flag != 3) {
                this.wait();
            }
            System.out.print("C");
            flag = 1;
            this.notifyAll();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        AlternatePrint obj = new AlternatePrint();

        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    obj.printA();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    obj.printB();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    obj.printC();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
    }
}

示例二

下面是一个定时任务在主线程睡眠时执行的Java例子。在这个例子中，使用了定时器（Timer），该定时器可以周期性地执行任务。

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class TimerExample {

    public static void main(String[] args) {

        Timer timer = new Timer();
        TimerTask task = new TimerTask() {
            int count = 0;

            @Override
            public void run() {
                count++;
                System.out.println("定时任务执行次数：" + count);
            }
        };

        timer.schedule(task, 0, 1000);//每1秒执行一次任务

        System.out.println("主线程睡眠5秒钟");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        timer.cancel();
        System.out.println("定时任务结束");
    }
}

在以上示例中，定时任务每1秒执行一次，主线程睡眠5秒钟后取消了定时任务。注意到定时任务是在主线程睡眠的时候被执行的。