Java多线程基础

1.概念

1.1.进程

1. 当一个程序被运行，就开启了一个进程， 比如启动了qq，word
2. 程序由指令和数据组成，指令要运行，数据要加载，指令被cpu加载运行，数据被加载到内存，指令运行时可由cpu调度硬盘、网络等设备

1.2.线程

1. 一个进程内可分为多个线程
2. 一个线程就是一个指令流，cpu调度的最小单位，由cpu一条一条执行指令。并发：单核cpu运行多线程时，时间片进行很快的切换。线程轮流执行cpu。并行：多核cpu运行 多线程时，真正的在同一时刻运行。

多线程的好处：
程序运行的更快！快！快！
充分利用cpu资源，目前几乎没有线上的cpu是单核的，发挥多核cpu强大的能力。
多线程难点：
单线程只有一条执行线，过程容易理解，可以在大脑中清晰的勾勒出代码的执行流程
多线程却是多条线，而且一般多条线之间有交互，多条线之间需要通信，一般难点有以下几点

1. 多线程的执行结果不确定,受到cpu调度的影响
2. 多线程的安全问题
3. 线程资源宝贵，依赖线程池操作线程，线程池的参数设置问题
4. 多线程执行是动态的，同时的,难以追踪过程
5. 多线程的底层是操作系统层面的，源码难度大

定义任务、创建和运行线程
任务： 线程的执行体。也就是我们的核心代码逻辑
继承Thread类 （可以说是 将任务和线程合并在一起）
实现Runnable接口 （可以说是 将任务和线程分开了）
实现Callable接口 (利用FutureTask执行任务)


Thread实现任务的局限性

• 任务逻辑写在Thread类的run方法中，有单继承的局限性
• 创建多线程时，每个任务有成员变量时不共享，必须加static才能做到共享

Runnable和Callable解决了Thread的局限性

但是Runbale相比Callable有以下的局限性

• 任务没有返回值
• 任务无法抛异常给调用方

上下文切换
多核cpu下，多线程是并行工作的，如果线程数多，单个核又会并发的调度线程,运行时会有上下文切换的概念
cpu执行线程的任务时，会为线程分配时间片，以下几种情况会发生上下文切换。

• 线程的cpu时间片用完
• 垃圾回收
• 线程自己调用了 sleep、yield、wait、join、park、synchronized、lock 等方法

守护线程
默认情况下，java进程需要等待所有线程都运行结束，才会结束，有一种特殊线程叫守护线程，当所有的非守护线程都结束后，即使它没有执行完，也会强制结束。
默认的线程都是非守护线程。
垃圾回收线程就是典型的守护线程

一些概念需要了解，线程的阻塞可以分为好多种，从操作系统层面和java层面阻塞的定义可能不同，但是广义上使得线程阻塞的方式有下面几种

1. BIO阻塞，即使用了阻塞式的io流
2. sleep(long time) 让线程休眠进入阻塞状态
3. a.join() 调用该方法的线程进入阻塞，等待a线程执行完恢复运行
4. sychronized或ReentrantLock 造成线程未获得锁进入阻塞状态
5. 获得锁之后调用wait()方法 也会让线程进入阻塞状态
6. LockSupport.park() 让线程进入阻塞状态