Java多线程(一)基本概念

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进程和线程

什么是进程

所谓进程(process)就是一块包含了某些资源的内存区域。操作系统利用进程把它的工作划分为一些功能单元。进程中所包含的一个或多个执行单元称为线程(thread)。进程还拥有一个私有的虚拟地址空间，该空间仅能被它所包含的线程访问。线程只能归属于一个进程并且它只能访问该进程所拥有的资源。当操作系统创建一个进程后，该进程会自动申请一个名为主线程或首要线程的线程。操作系统中有若干个线程在”同时”运行。通常，操作系统上运行的每一个应用程序都运行在一个进程中，例如：QQ，微信等等。

什么是线程

一个线程就是进程的一个顺序执行流。同类的多个线程共享一块内存空间和一组系统资源，线程本身有一个供程序执行时的堆栈。线程在切换时负荷小，因此，线程也被称为轻负荷进程。一个进程中可以包含多个线程。

进程与线程的区别

一个进程至少有一个线程。线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。线程在执行过程中与进程的区别在于每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用来实现进程的调度和管理以及资源分配。

进程 线程 定义 进程是程序运行的一个实体(包括：程序段、相关的数据段、进程控制块PCB)的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位 线程是进程运行和执行的最小调度单位 系统开销创建、撤销、切换开销大，资源要重新分配和收回。相对于进程仅保存少量寄存器内容，开销小， 拥有资产资源拥有的基本单位相对于进程来说基本上不拥有资源，但会占CPU 地址空间系统赋予的独立的内存地址空间线程只由相关堆栈寄存器和线程控制表TCB组成，寄存器可被用来存储线程内的局部变量 安全性进程之间相对比较独立，彼此不会互相影响线程共享同一个进程下面的资源，可以互相通信和互相影响

线程使用的场合

线程通常用于在一个程序中需要同时完成多个任务的情况。我们可以将每个任务定义为一个线程，使他们得以一同工作。
例如我们在玩某个游戏时，这个游戏由操作系统运行，所以其运行在一个独立的进程中，而在游戏中我们会听到某些背景音乐，某个角色在移动，出现某些绚丽的动画效果等，这些在游戏中都是同时发生的，但实际上，播放音乐是在一个线程中独立完成的，移动某个角色，播放某些特效也都是在独立的线程中完成的。这些事情我们无法在单一线程中完成。也可以用于在单一线程中可以完成，但是使用多线程可以更快的情况。比如下载文件。比如迅雷，我们尝尝会开到它会打开很多个节点来同时下载一个文件。

并发原理

多个线程或进程”同时”运行只是我们感官上的一种表现。事实上进程和线程是并发运行的，OS的线程调度机制将时间划分为很多时间片段（时间片），尽可能均匀分配给正在运行的程序，获取CPU时间片的线程或进程得以被执行，其他则等待。而CPU则在这些进程或线程上来回切换运行。微观上所有进程和线程是走走停停的，宏观上都在运行，这种都运行的现象叫并发，但是不是绝对意义上的“同时发生。

线程状态

图上主要包括五种基本状态

• 新建状态（new）：当线程对象创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread();
• 就绪状态（Runnable）:当调用线程对象的start()方法线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了等待CPU调度分配时间片的准备，并不是说执行了start()方法此线程就立即会执行。
• 运行状态（Running）:当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此线程才开始真正执行，即进入到运行状态。
• 阻塞状态（Blocked）:处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入就绪状态才有机会再次被CPU调用。阻塞状态可分为三种：
  1.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态
  2.同步阻塞：线程在获取synchronized同步锁(锁被其他线程所占用)，它会进入同步阻塞状态
  3.其他阻塞：通过调用线程的sleep()或join()或发出了IO请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、后者IO处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
• 死亡状态（Dead）:线程执行完了或者因为异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。