JAVA线程与JVM：操作系统中的并行概念

"JAVA线程与JVM-吉林大学操作系统课件" 在计算机科学中，操作系统（Operating System，简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，而Java线程则是Java虚拟机（Java Virtual Machine，简称JVM）在操作系统上的一种抽象。Java线程的实现依赖于JVM，而JVM则位于操作系统的顶层，它提供了一个平台无关的执行环境，使得Java代码能够在不同的操作系统上运行。 在不同操作系统中，Java线程与操作系统线程的映射关系有所不同。例如，在Windows NT系统中，每个Java线程都直接映射到一个操作系统线程，这种一对一的关系确保了Java线程能充分利用操作系统的调度机制。而在Solaris系统中，由于其多线程模型的不同，一个Java线程可能对应多个操作系统线程，或者多个Java线程共享一个操作系统线程，这样的多对多关系可以更有效地处理线程同步和调度问题。 多道程序设计是操作系统的基础概念之一，它通过同时在内存中加载多个程序，提高了处理器、设备和内存等资源的利用率，从而提升了系统的整体效率。在单道程序设计中，处理器利用率低，设备利用率也低，因为只有一个程序在运行。而引入多道程序设计后，可以有多个程序同时在内存中，轮流使用CPU和其他资源，这样可以显著提升系统吞吐量。 进程是操作系统中执行程序的基本单位，它包含了程序的执行上下文和资源分配信息。一个进程可以包含一个或多个线程，这些线程共享进程的内存空间，各自拥有独立的程序计数器（PC）、栈和局部变量。进程的状态包括就绪、运行和阻塞，它们之间可以通过特定事件进行状态转换。进程控制块（PCB）是操作系统用来记录和控制进程状态的重要结构，其中包含了进程的标识符、状态、资源分配信息等。 进程间的通信和同步是操作系统中的关键问题，例如通过信号量、管道、消息队列等方式实现进程间的数据交换和协作。进程的创建和撤销是操作系统对进程生命周期的管理，当需要执行新程序时，操作系统会创建一个新的进程；而当进程完成任务或者发生错误时，操作系统会撤销该进程。 在Java环境中，线程的创建和管理由Java的`Thread`类及其相关API提供，程序员可以通过继承`Thread`类或实现`Runnable`接口来创建线程。Java还提供了高级的线程同步机制，如`synchronized`关键字、`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法，以及`java.util.concurrent`包中的各种并发工具类，帮助开发者有效地处理多线程环境中的并发问题。 Java线程与JVM以及操作系统线程的关系，是Java应用程序在操作系统层面上运行和并行处理的基础。理解这一关系有助于我们更好地编写和优化Java并发代码，以及解决可能出现的性能和资源管理问题。