執行緒啟動原理

Java多執行緒，皆始於Thread。Thread是多執行緒的根，每一個執行緒的開啟都始於Thread的start()方法。那麼執行緒是如何被開啟，run方法是如何被執行的呢？先上圖：

執行緒相關類圖.png

這張圖在今後的幾個章節都會用到，其中只展示了部分關鍵方法。本文主要關注Thread類。

我們都知道啟動一個執行緒，必須呼叫一個Thread的start()方法。在面試時經常可能會被問到start()和run()方法的區別，為什麼一定要用start()方法才是啟動執行緒？對比start()方法和run()的原始碼一看便知：

 /**
     * Causes this thread to begin execution; the Java Virtual Machine
     * calls the <code>run</code> method of this thread.
     * 
     * 1、start方法將導致this thread開始執行。由JVM呼叫this thread的run方法。
     * 
     * The result is that two threads are running concurrently: the
     * current thread (which returns from the call to the
     * <code>start</code> method) and the other thread (which executes its
     * <code>run</code> method).
     * 
     * 2、結果是 呼叫start方法的當前執行緒 和 執行run方法的另一個執行緒 同時執行。
     * 
     * It is never legal to start a thread more than once.
     * In particular, a thread may not be restarted once it has completed
     * execution.
     *
     * 3、多次啟動執行緒永遠不合法。 特別是，執行緒一旦完成執行就不會重新啟動。
     * 
     * @exception  IllegalThreadStateException  if the thread was already started.
     * 如果執行緒已啟動，則丟擲異常。
     * @see        #run()
     * @see        #stop()
     */
    public synchronized void start() {
        /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         * 
         * 4、對於由VM建立/設定的main方法執行緒或“system”組執行緒，不會呼叫此方法。 
         *    未來新增到此方法的任何新功能可能也必須新增到VM中。
         * 
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         * 5、status=0 代表是 status 是 "NEW"。
         */
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. 
         * 
         * 6、通知組該執行緒即將啟動，以便將其新增到執行緒組的列表中，
         *    並且減少執行緒組的未啟動執行緒數遞減。
         * 
         * */
        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
            //7、呼叫native方法，底層開啟非同步執行緒，並呼叫run方法。
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then it will be passed up the call stack 
                 * 8、忽略異常。 如果start0丟擲一個Throwable，它將被傳遞給呼叫堆疊。
                 */
            }
        }
    }

 //native方法，JVM建立並啟動執行緒，並呼叫run方法
 private native void start0();

對於原始碼中的註釋並沒有省略，都進行了翻譯，可以更好的理解整個啟動過程。其中有幾個需要注意的點：

1. start方法用synchronized修飾，為同步方法；
2. 雖然為同步方法，但不能避免多次呼叫問題，用threadStatus來記錄執行緒狀態，如果執行緒被多次start會丟擲異常；threadStatus的狀態由JVM控制。
3. 使用Runnable時，主執行緒無法捕獲子執行緒中的異常狀態。執行緒的異常，應線上程內部解決。

看完start()方法，執行緒的啟動邏輯已經比較清楚，要探究更底層的原理就需要探究native方法start0()了。

多執行緒系列目錄（不斷更新中）：
執行緒啟動原理
執行緒中斷機制
多執行緒實現方式
FutureTask實現原理
執行緒池之ThreadPoolExecutor概述
執行緒池之ThreadPoolExecutor使用
執行緒池之ThreadPoolExecutor狀態控制
執行緒池之ThreadPoolExecutor執行原理
執行緒池之ScheduledThreadPoolExecutor概述
執行緒池的優雅關閉實踐