一、多线程基础知识_阻塞系数-优快云博客

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本文深入探讨了程序、进程、线程和协程的概念，指出进程是资源分配单位，线程是调度执行单位，而协程更轻量化。在设置线程数量时，考虑了IO密集型和CPU密集型应用的差异，并介绍了如何根据阻塞系数估算线程数。此外，文章还讨论了Java中启动线程的五种方法以及线程的六种状态和中断机制。最后，提出了避免使用已废弃的线程控制方法，推荐使用中断机制来优雅地结束线程。

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#程序、进程、线程、纤程

什么是程序
- 可执行文件，例如（QQ.EXE）
什么是进程
- 进程是资源的分配的基本单位
什么是线程
- 线程是调度执行的基本单位
- 多个线程共享同一个进程的资源
- 线程的切换是需要消耗资源的
什么是协程/纤程
- 是一种最轻量化的线程（lightweight threads）。它是一种用户线程（user thread），让应用程序可以独立决定自己的线程要如何运作。操作系统内核不能看见它，也不会为它进行调度。就像一般的线程，纤程有自己的寻址空间。但是纤程采取合作式多任务（Cooperative multitasking），而线程采取先占式多任务（Pre-emptive multitasking）。应用程序可以在一个线程环境中创建多个纤程，然后手动运行它。纤程不会被自动运行，必须要由应用程序自已指定让它运行，或换到下一个纤程。

工作中如何设置有效的线程数量

根据压测，测试出适合的线程数量
在Java Concurrency in Practice一书中给出了估算线程池大小的公式：
- 关于等待时间可以使用profiler这类的系统时间统计工具（例如：Jprofiler、arthas）
针对IO密集型的Cpu进行线程池的估计
- 目前按照我看过的一些开源框架，线程池中的现线程基本就是IO密集型（2n +1 ），CPU密集型设置为 n + 1。但实际情况往往复杂的多，不会按照这个进行设置，进行这种设置，通常是框架层面，例如netty,dubbo这种底层通讯框架会参考这样的标准去设置，在实际业务中往往不会这样做。
- 对于IO密集型网上还有一个公式：

线程数 = CPU核心数/(1-阻塞系数)
这个阻塞系数一般为0.8~0.9之间，也可以取0.8或者0.9。

我觉这个公式有一定的道理，考虑了阻塞的概念。
- 首先在我们业务开发中，基本上都是IO密集型，因为往往都会去操作数据库，操作redis，es等存储型组件，设涉及磁盘IO，网络IO，那什么场景下是CPU密集型呢？纯计算类，例如计算圆周率的位数，当然我们基本接触不到。
- IO密集型，多一些线程，主要是可以增加IO的并发度，CPU密集型不宜过多线程是会造成线程切换，浪费时间。
接下来我们以一个实际的场景来说明如何设置线程数量。
- 一个4C8G的机器上部署了一个MQ消费者，用来消费MQ消息的，在RocketMQ的实现中，消费端也是用一个线程池来消费线程的，那这个线程数要怎么设置呢？
- 首先如果按照 2n + 1 的公司来做，线程数设置为 9个，但我们会发现，如果增大线程数量，会显著提高消息的处理能力，说明 2n + 1 对于业务场景来说，不太合适。
- 这个时候套用线程数 = CPU核心数/(1-阻塞系数) 阻塞系数取 0.8 ，线程数为为 20 。阻塞系数取 0.9，大概线程数40，20个线程数我觉得可以。
- 如果我们发现数据库的操作耗时比较多，此时可以继续提高阻塞系数，从而增大线程数量。

java中启动线程的5种方法

public class HowToCreateThread {
    static class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Hello MyThread!");
        }
    }

    static class MyRun implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Hello MyRun!");
        }
    }

    static class MyCall implements Callable<String> {
        @Override
        public String call() {
            System.out.println("Hello MyCall");
            return "success";
        }
    }

    //启动线程的5种方式
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        new MyThread().start();     //@1
        new Thread(new MyRun()).start(); //@2
        new Thread(() -> {
            System.out.println("Hello Lambda!");   //@3
        }).start();

        FutureTask<String> task = new FutureTask<>(new MyCall());  //@4
        Thread t = new Thread(task);
        t.start();
        System.out.println(task.get());

        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();  //@5
        service.execute(() -> {
            System.out.println("Hello ThreadPool");
        });

        Future<String> f = service.submit(new MyCall());
        String s = f.get();
        System.out.println(s);
        service.shutdown();

    }

}

@1 继承thread方法
@2 实现runnable方法
- 实现比继承好，java的多态：单继承多实现
@3 lambda表达式实现
@4 使用Callable带返回值的任务执行
@5 使用线程池

java的6种线程状态

NEW：线程刚刚创建，还没有启动
RUNABLE：可运行状态，由线程调度器可以安排执行
WAITING：等待被唤醒
TIMED WAITING: 隔一段时间后自动唤醒
BLOCKED: 被阻塞，正在等待锁
TERMINATED: 线程结束

在这里插入图片描述

线程的中断机制

在Thread类中,提供了stop(),suspend()和resume()方法,这三个方法分别是用来结束,暂停,恢复线程. 但是都已经被标记为@Deprecated废弃了. 因为一个线程不应该由其他线程来结束,他应该收到别人的通知,然后自己在合适的位置结束,如果不合理的结束,会导致很多意外的结果,比如临界区还没完全操作完,提前释放锁,但是部分状态已经改变,还有没有做一些清理操作等等.

基于上面的理由,Java提供了新的中断机制(interrupt),其他线程调用想要终止线程的interrupt()方法. 这个时候线程会根据自己的状态做出响应: