操作系统与Java多线程详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_24145735/article/details/52680490

进程

操作系统进程相关概念

关键名词

process：一个正在执行程序的实例，包括程序计数器、寄存器、变量的当前值。
critical region：对共享内存进行访问的程序片段
semaphore：可以同时操作共享内存的数目
mutex：两种状态解锁和枷锁

进程线程区别

进程：每个进程都有一个地址空间(存放可执行的程序、程序的数据、程序堆栈)和一个控制线程。

进程	线程
地址空间、全局变量、打开的文件	程序计数器
子进程	寄存器、堆栈
账户信息	状态

进程、线程实现

进程维护一个数据结构：包含进程所必须的先关资源(进程控制块)

线程：内核态、用户态、混合使用

进程通信

pipe(一个命令的输出作为另一个命令的输入) ：shell bash(>ps -e | grep vmware //显示vmware相关进程)
消息传递：kill -signal PID
套接字、共享内存、文件、信号量

进程调度

Cooperative Threads-Scheduling：程序自主控制
Preemptive Threads-Scheduling：优先级队列

Java多线程相关概念

基本的线程机制

定义任务：implements Runnable

public class LiftOff implements Runnable {
    protected int countDown = 10; //Default
    private static int taskCount = 0;
    private final int id = taskCount++;
    public LiftOff(){}
    public LiftOff(int countDown) {
        this.countDown = countDown;
    }
    public String status() {
        return "#" + id + "(" +
                (countDown > 0 ? countDown : "Liftoff!") + ").";
    }
    @Override
    public void run() {
        while(countDown-- > 0) {
            System.out.print(status());
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(id);
    }
}

Thread类：使用new Thread(Runnable object).start()执行任务。由线程调度器调度执行。

public final static void main(String[] args) {
    //new LiftOff().run(); // 通过方法在一个线程内调用

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        new Thread(new LiftOff()).start();
    }
    System.out.println("Waiting for LiftOff.");
}

使用Executor执行器

public static final void main(String[] args) {
    ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
    //Executors.newFixedThreadPool(5);
    //Executors.newSingleThreadExecutor();

    for(int i=0; i<5; i++) {
        exec.execute(new LiftOff());
    }

    exec.shutdown();
    System.out.println("Waiting for LiftOff.");
}

从任务中产生返回值 implements Callable<T>
休眠：Thread.sleep(100);TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
优先级：
让步：yield

共享受限资源

不正确访问时导致资源的竞争冲突。
解决共享资源竞争：synchronized、显示灵活的加锁Lock:new ReentrantLock()对象
原子性与内存可见性volatitle变量和同步加锁
原子类AtomicInteger, AtomicLong, AtomicReference
临界区·synchronized(this)对象同步代码块
在其他对象上加锁synchronized(object)
线程本地存储

终结任务

统计进入各个门的人数。
阻塞的方法
- sleep
- wait —— notify、notifyAll(signal,signalAll)
- 等待输入、输出
- 获取同步控制方法时锁不可用

线程之间的协作

wait,notify,notifyAll
生产者、消费者：BlockingQueue

线程安全性、对象的共享

race condition：由于不恰当的执行时序而出现不正确的结果。
- 例如：check-then-act；延迟初始化
- 解决：
- 原子变量类如java.util.concurrent.atomic.AtomicLong
- 内置锁(复合操作): synchronized——同步代码块、方法。内置锁的可重入性。
- 加锁机制既可以确保可见性又能确保原子性；volatile变量只能确保可见性。

//解决并发编程的方案
1、不在线程之间共享该状态变量
2、将状态变量修改为不可变的变量
3、在访问状态变量时使用同步锁

内存

这里写图片描述

虚拟内存

虚拟内存图解

【vm1】

【vm2】

页面置换算法

【pa】

关于Linux系统的swap交换空间

进程、虚拟内存概念与扩展

进程