# Java高级之多线程描述

**Repository Path**: fpfgitmy_admin/java-high-concurrent-description

## Basic Information

- **Project Name**: Java高级之多线程描述
- **Description**: 多线程描述
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2021-04-28
- **Last Updated**: 2021-04-28

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

#### 程序、进程、线程
+ 程序（program）是为了完成特定的任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象。
+ 进程（process）是程序的一次执行过程，或者是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它滋生的产生、存在和消亡的过程。----生命周期
    + 程序是静态的，进程是动态的。
    + 进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域。
+ 线程（thread），进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。
    + 若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的
    + 线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器（pc），线程切换的开销小
    + 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间→他们从同一堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象，这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。

##### 单核CPU和多核CPU
+ 单核CPU，其实是一个种假的线程，因为在一个时间单元内，也只能执行一个线程的任务。
+ 如果是多核的话，才能更好的发挥多线程的效率。
+ 一个Java应用程序java.exe，其中至少有三个线程：main主线程，gc()垃圾回收线程，异常处理线程。当然如果发生异常会影响主线程。

##### 并行与并发
+ 并行：多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人做不同的事。
+ 并发：一个CPU（采用时间片）同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事

##### 使用多线程的优点
+ 以单核CPU为例，只使用单个线程先后完成多个任务（调用多个方法），肯定比用多个线程来完成的时间更短，为何人仍需使用多线程呢？
+ 多线程程序的有点：
    1. 提高应用程序的响应。对图形化界面更优意义，可增强用户体验。
    2. 提高计算机系统CPU的利用率。
    3. 改善程序结构，将即长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改。

##### 何时需要多线程
+ 程序需要同时执行两个或多个任务
+ 程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写、网络操作、搜索等。
+ 需要一些后台运行的程序时。

##### 线程的生命周期
1. 新建：当一个Thread类或者其子类的对象被创建时，新生的线程对象处于新建过程中
2. 就绪：处于新建状态的线程被start()后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件，只是没分配到CPU资源
3. 运行：当就绪的线程被调度并获得CPU资源时，便进入运行状态，run()方法定义了线程的操作和功能
4. 阻塞：在某种特殊情况下，被认为挂起或执行输入输出操作时，让出CPU并临时中止自己的执行，进入阻塞状态
5. 死亡：线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止或出现异常导致结束
+ 如图
![输入图片说明](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0428/112939_e451ace8_1942182.png "屏幕截图.png")

##### 线程的安全问题
+ 当一个线程a再操作共享变量时，线程b也进入进行共享变量的操作，这就造成了线程安全问题

##### 如何解决线程安全问题
+ 同步代码块
```
    synchronized(同步监视器){
        // 需要被同步的代码
    }
```
+ 说明：
   1. 操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码
   2. 共享数据：多个线程共同操作的变量 
   3. 同步监视器，俗称锁，任何一个类的对象，都可以充当锁  
   4. 要求：多个线程必须要共用同一把锁
+ 好处与坏处
    1. 好处：使用同步代码的方式，解决了线程安全的问题
    2. 坏处：在操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，有局限性
+ 同步方法
##### 实现线程的几种方式
1. 继承Thread类
2. 实现Runnable接口
3. 实现Callable接口
4. 使用线程池
##### Runnable和Callable的比较
+ 如何理解实现callable接口的方式比实现Runnable接口的方式强大？
    1. call()可以有返回值
    2. call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常
    3. Callable接口可以有泛型