Java多线程与并发 浅析

进程与线程

进程是系统分配资源的基本单位，线程是调度CPU的基本单位。
一个进程至少包含包含一个线程，线程寄生在进程当中。
每一个线程都有一个程序计数器、一组寄存器、堆栈。

线程等级

线程分为两类：用户级线程（ULT，User-Level Threa），内核级线程（KLT，Kernel-Level Thread）。
系统空间分为两类：用户空间，内核空间。
用户级线程只能访问用户空间，不能访问内核空间，如有需要则须借助系统提供的接口。
划分线程等级是为了保护系统的安全性。
以下是ULT和KLT在系统空间中的分布：

Java 线程

JDK 1.2 之后使用的是KLT，使用方式见下图：

Java线程的生命周期，如下图：

并发

什么是并发

并发，在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。

并发与并行

并发指的是多个任务交替进行，而并行则是指真正意义上的“同时进行”。
举个例子，你边敲代码边听着歌，这就是并行；你敲了会代码敲累了，然后拿着手机刷了刷新闻，刷完了接着敲，这就是并发。

并发编程

并发编程的本质其实就是利用多线程技术，在现代多核的CPU的背景下，催生了并发编程的趋势，通过并发编程的形式可以将多核CPU的计算能力发挥到极致，性能得到提升。
即使是单核处理器也支持多线程执行代码，CPU通过给每个线程分配CPU时间片来实现 这个机制。时间片是CPU分配给各个线程的时间，因为时间片非常短，所以CPU通过不停地切 换线程执行，让我们感觉多个线程是同时执行的，时间片一般是几十毫秒。

并发的优点

1.充分利用多核CPU的计算能力。
2.方便进行业务拆分，提升应用性能。

并发的缺点

1.高并发场景下，导致频繁的上下文切换。
那么什么是上下文切换呢？如果有两个线程同时执行，CPU会给每一个线程提供时间片，线程1在时间片内如果没有完成任务，那么它的状态将会被保存起来，然后切换成线程2执行，线程2的时间片结束之后，再取出线程1继续执行，如此反复，直至两个线程都完成任务。而保存线程状态，到再次加载线程的这个过程，就是一次上下文切换。保存和再次加载的这个过程是非常消耗资源的，所以并发是有可能降低效率的。
2.临界区线程安全问题，容易出现死锁的。
死锁是怎么出现的呢？假如线程1和线程2同时需要使用a和b两个临界资源，结果线程1取到了a的锁，线程2取到了b的锁，两个线程都在等待对方释放所需的资源，又都无法完成任务释放资源，导致都进入了无尽的等待之中，这便是死锁。

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