线程简介

不包含操作系统的早期计算机每次只能运行一个程序。操作系统出现后，计算机能够同时运行多个程序，不同的进程拥有自己的运行资源，互相隔离。如果需要，进程之间可以通过一些粗粒度的通信机制来交互数据，包括：套接字、信号处理器、共享内存、信号量和文件等。

大多数现代操作系统都是以线程作为基本的调度单位，而不是进程。线程也被称为轻量级进程，会共享进程范围内的资源。但每个线程有用各自的程序计数器，栈和局部变量等。它可以被同时调度到多个CPU上运行。

线程的优势

线程的使用可以有效地降低程序的开发和维护成本，同时提升复杂应用程序的性能。

一、发挥多处理器能力

在多处理器系统中，如果程序只有一个线程，那么程序同时最多只能在一个处理器上运行。在双处理器上，只能使用一半的CPU资源。而在拥有10个处理器系统上，单线程程序将有90%的CPU资源无法使用，这是一种极大的浪费。

对于单线程程序，如果程序在等待某个同步IO操作，此时处理器处于空闲状态。如果设计合理，使用多线程技术可以让某个线程阻塞等待时，其他线程继续运行，这将极大的提高处理器的利用率，提升系统吞吐率。

二、建模的简单性

编写只处理一种任务类型的程序比同时处理多种任务类型的程序更简单，错误也会更少。通过使用线程，可以将复杂的工作分解为一组简单的任务，每个任务在不同的线程运行。从而达到模型简单化的目的。

三、响应更灵敏的用户界面

GUI应用程序为了及时快速的响应用户输入，会创建一个单独的线程来处理用户触发的事件。用户可以在任意时刻选择某个菜单或点击某个按钮，应用程序都会快速响应。这极大的提高了用户体验。

Java对线程的支持是一把双刃剑。虽然提供了一种明确的跨平台内存模型以及相应的库用来简化并发应用程序的开发，但使用不当也会带来一系列的问题。

一、安全性问题

在没有充足同步的情况下，多个线程的操作执行顺序是不可预测的。由于多个线程共享相同的内存内存空间，且并发执行，因此他们可能会同时访问或者修改同一个变量。这会带来巨大的风险：修改和返回结果的不确定性。

二、活跃性问题

安全性的含义是“永远不发生糟糕的事情”，而活跃性是关注：某件正确的事情最终都会发生。在多线程程序中，如果线程A等待线程B，而线程B又等待线程B，这会导致线程A、B永远的等待下去。

三、性能问题

性能问题包括多个方面：服务时间过长，响应不灵敏，吞吐率过低和资源过高等。多线程的使用会出现频繁的上下文切换，这会带来极大的开销。如果同步使用不合理，会抑制编译器和处理器的优化，这些均会带来系统的开销。