Java线程详解(1)-概念与原理

一、进程与线程

        进程是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有自己独立的一块内存空间，即进程空间或（虚空间）。进程不依赖于线程而独立存在，一个进程中可以启动多个线程。比如在Windows系统中，一个运行的exe就是一个进程。

        线程是指进程中的一个执行流程，一个进程中可以运行多个线程。比如java.exe进程中可以运行很多线程。线程总是属于某个进程，线程没有自己的虚拟地址空间，与进程内的其他线程一起共享分配给该进程的所有资源。

        “同时”执行是人的感觉，在线程之间实际上轮换执行。

        进程在执行过程中拥有独立的内存单元，进程有独立的地址空间，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还是有区别的。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。

        进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

        线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器,一组寄存器和栈），但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

        线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程包含以下内容：

•  一个指向当前被执行指令的指令指针；
• 一个栈；
• 一个寄存器值的集合，定义了一部分描述正在执行线程的处理器状态的值
• 一个私有的数据区。

        我们使用Join()方法挂起当前线程，直到调用Join()方法的线程执行完毕。该方法还存在包含参数的重载版本，其中的参数用于指定等待线程结束的最长时间（即超时）所花费的毫秒数。如果线程中的工作在规定的超时时段内结束，该版本的Join()方法将返回一个布尔量True。

        简而言之：

• 一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。
• 线程的划分尺度小于进程，使得多进程程序的并发性高。
• 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还是有区别的。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。这就是进程和线程的重要区别。

        在Java中，每次程序运行至少启动2个线程：一个是main线程，一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候，实际上都会启动一个JVM，每一个JVM实际上就是在操作系统中启动了一个进程。

二、Java中的线程

        在Java中，“线程”指两件不同的事情：

        1、java.lang.Thread类的一个实例；

        2、线程的执行。

        在 Java程序中，有两种方法创建线程：

        一是对 Thread 类进行派生并覆盖 run方法；

        二是通过实现Runnable接口创建。

        使用java.lang.Thread类或者java.lang.Runnable接口编写代码来定义、实例化和启动新线程。

        一个Thread类实例只是一个对象，像Java中的任何其他对象一样，具有变量和方法，生死于堆上。

        Java中，每个线程都有一个调用栈，即使不在程序中创建任何新的线程，线程也在后台运行着。

        一个Java应用总是从main()方法开始运行，main()方法运行在一个线程内，他被称为主线程。

        一旦创建一个新的线程，就产生一个新的调用栈。

        线程总体分两类：用户线程和守候线程。

        当所有用户线程执行完毕的时候，JVM自动关闭。但是守候线程却不独立于JVM，守候线程一般是由操作系统或者用户自己创建的。