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Multithread and ThreadPool

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多线程与线程池

参考博客 ：孙福生简书，码农翻身

名词解释

  • 进程（process）：计算机已运行程序的实体。程序本身只是指令、数据及其组织形式的描述，进程才是程序（那些指令和数据）的真正运行实例。用户下达运行程序的命令后，就会产生进程。同一程序可产生多个进程（一对多关系），以允许同时有多位用户运行同一程序，却不会相冲突。进程是拥有资源的基本单位。进程需要一些资源才能完成工作，如CPU使用时间、存储器、文件以及I/O设备，且为依序逐一进行，也就是每个CPU核心任何时间内仅能运行一项进程。进程之间是资源隔离的，如果在进程间共享内容/消息传递代价较大。
  • 线程：进程中负责程序执行的执行单元，线程是独立调度（CPU调度）和分派的基本单位，OS做调度时处理的是线程。一个进程中至少有一个线程，每个线程执行的都是进程代码中的某个片段。每个线程都拥有单独的栈内容来做存储本地数据。
  • Java有没有多进程编程？否！java程序运行在JVM中，JVM本身就是java.exe运行起来，所以对OS而言，JVM是一个进程，其中无法进行多进程编程。
  • 多线程：多条线程同时存在，例如写word时，一边输入一边自动保存，就需要两条线程来分别完成。关键技术：线程间通信，线程间共用资源。
  • 线程池：一种线程使用模式。使用少量线程并让线程保持忙碌。以避免每个用户的请求都反复创建线程的开销。当线程池的线程刚创建时，让他们进入阻塞状态，等到任务来了唤醒即可。可用线程数量应该取决于可用的并发处理器、处理器内核、内存、网络sockets等的数量。

有关线程你该知道的

创建线程的两种方式：

  1. 继承Thread类，扩展线程；
  2. 实现Runnable接口，java不支持多类继承，所以要继承其他类时调用Runnable接口更好。

    具体代码及解释参考文首孙富生简书链接。

Thread类中的start()和run()方法区别

  • 调用run()方法，用当前线程去执行一个普通方法，并没有创建新线程；
  • 调用start()方法才会启动新线程，该方法会做一些准备工作：设置好这个线程的上下文，比如这个线程的栈（用于函数调用），线程的状态，这个线程的PC(Program Counter）等等一系列信息以后，这个线程才可以被调度，一旦被调度，就会执行那个run()方法了。

多线程

使用多线程的优缺点

优点：

  1. 适当的提高程序的执行效率（多个线程同时执行）。
  2. 适当的提高了资源利用率（CPU、内存等）。

缺点：

  1. 占用一定的内存空间。
  2. 线程越多CPU的调度开销越大。
  3. 程序的复杂度会上升。

多线程的技术点

synchronized关键字

同步由关键字synchronized来实现，所有加上synchronized的块语句和方法（成员方法/静态方法），在多线程访问的时候，同一时刻只能有一个线程能够访问。
同步问题解决办法：
1.将竞争资源标记为private；2.用synchronized关键字同步那些修改变量的代码

wait()、notify()、notifyAll()

这三个方法是 java.lang.Object 的 final native 方法，任何继承 java.lang.Object 的类都有这三个方法（不属于thread）。它们是Java语言提供的实现线程间阻塞和控制进程内调度的底层机制，平时我们会很少用到的。

  • wait()：
    导致线程进入等待状态，直到它被其他线程通过notify()或者notifyAll唤醒，该方法只能在同步方法中调用。
  • notify()：
    随机选择一个在该对象上调用wait方法的线程，解除其阻塞状态，该方法只能在同步方法或同步块内部调用。
  • notifyAll()：
    解除所有那些在该对象上调用wait方法的线程的阻塞状态，同样该方法只能在同步方法或同步块内部调用。

调用这三个方法中任意一个，当前线程必须是锁的持有者，如果不是会抛出一个 IllegalMonitorStateException 异常。

wait() 与 Thread.sleep(long millis,int nanos)
  • wait() 方法使实体所处线程暂停执行，从而使对象进入等待状态，直到被 notify() 方法通知或者 wait() 的等待的时间到。
  • sleep() 方法使持有的线程暂停运行（仅能控制当前正在运行的线程），从而使线程进入休眠状态，直到用 interrupt 方法来打断他的休眠或者 sleep 的休眠的时间到。

wait()会释放同步锁，sleep()方法不会

volatile 关键字
  • volatile 是一个特殊的修饰符，只有成员变量才能使用它。在Java并发程序缺少同步类的情况下，多线程对成员变量的操作对其它线程是透明的。
  • volatile 变量可以保证下一个读取操作会在前一个写操作之后发生（使该 变量可被其他线程正确的读取）。线程都会直接从内存中读取该变量并且不缓存它。这就确保了线程读取到的变量是同内存中是一致的。
  • valatile 不可用在final变量前
ThreadLocal 变量

ThreadLocal 是Java里一种特殊的变量。每个线程都有一个，ThreadLocal 就是每个线程都拥有了自己独立的一个变量，竞争条件被彻底消除了。如果为每个线程提供一个自己独有的变量拷贝，将大大提高效率。首先，通过复用减少了代价高昂的对象的创建个数。其次，你在没有使用高代价的同步或者不变性的情况下获得了线程安全。

join() 方法

join() 方法定义在 Thread 类中，所以调用者必须是一个线程，join() 方法主要是让调用该方法的 Thread 完成 run() 方法里面的东西后，再执行 join() 方法后面的代码（实现了顺序性，避免了并发执行）

Thread.yield() 方法
  • 线程放弃运行，将CPU的控制权让出。
  • 虽然让出了，但还有可能被系统的调度机制再次选中来运行。

未完待续 。。

-------------The End-------------