Java多线程（一）

目录

一、认识线程

1.1线程是什么

1.2为什么要有线程

1.3进程和线程的区别

1.4Java的线程和操作系统的关系

二、进程调度的基本过程

2.1pcb关于进程调度的属性

2.2进程调度

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一、认识线程

1.1线程是什么

一个线程就是一个 "执行流"， 每个线程之间都可以按照顺讯执行自己的代码，多个线程之间 "同时" 执行着多份代码。例如：

一家公司要去银行办理业务，既要进行财务转账，又要进行福利发放，还得进行缴社保。
如果只有张三一个会计就会忙不过来，耗费的时间特别长。为了让业务更快的办理好，张三又找来两位同事李四、王五一起来帮助他，三个人分别负责一个事情，分别申请一个号码进行排队，自此就有了三个执行流共同完成任务，但本质上他们都是为了办理一家公司的业务。

此时，我们就把这种情况称为多线程，将一个大任务分解成不同小任务，交给不同执行流就分别排队执行。其中李四、王五都是张三叫来的，所以张三一般被称为主线程MainThread

1.2为什么要有线程

首先，"并发编程" 成为 "刚需"。

• 单核 CPU 的发展遇到了瓶颈. 要想提高算力, 就需要多核 CPU. 而并发编程能更充分利用多核 CPU资源.
• 有些任务场景需要 "等待 IO", 为了让等待 IO 的时间能够去做一些其他的工作, 也需要用到并发编程

其次, 虽然多进程也能实现并发编程, 但是线程比进程更轻量.

• 创建线程比创建进程更快.
• 销毁线程比销毁进程更快.
• 调度线程比调度进程更快.

1.3进程和线程的区别

• 进程是包含线程的. 每个进程至少有一个线程存在，即主线程。
• 进程和进程之间不共享内存空间. 同一个进程的线程之间共享同一个内存空间.例如：

比如之前的多进程例子中，每个客户来银行办理各自的业务，但他们之间的票据肯定是不想让别人知道的，否则钱不就被其他人取走了么。而上面我们的公司业务中，张三、李四、王五虽然是不同的执行流，但因为办理的都是一家公司的业务，所以票据是共享着的。这个就是多线程和多进程的最大区别。

• 进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度的最小单位

1.4Java的线程和操作系统的关系

线程是操作系统中的概念. 操作系统内核实现了线程这样的机制, 并且对用户层提供了一些 API 供用户使用(例如 Linux 的 pthread 库).
Java 标准库中 Thread 类可以视为是对操作系统提供的 API 进行了进一步的抽象和封装

二、进程调度的基本过程

2.1pcb关于进程调度的属性

1.状态

在进程的调度过程中会出现两种最常见的状态，一个是就绪状态，一个是阻塞状态。其中就绪状态指的是做好了随时在cpu上执行的准备，阻塞状态指的是进程还没有做好被调度的准备。

2.优先级

系统在给进程调度的时候，会根据先来后到的一些原则来决定时间分配的权衡，从而达到将系统资源调配给更重要的进程。

3.上下文

由于进程是轮着运行的而且一次运行不完，为了保证cpu在下一次运行的时候能够能够找到上一次的运行记录，这里就有了存档和读档的概念，也就是上下文。对于操作系统来说，上下文是寄存器进行存储，会将进程的数据保存到对应的pcb中。

4.记账信息

相当于是统计信息，会统计每个进程在cpu上都执行了多久，执行了多少指令。目的就是为了将每个进程都执行到。

2.2进程调度

在早期的操作系统中，进程的分配是直接分配物理地址的，在这种情况下当某一个进程挂掉的时候，会导致所有的进程都挂掉。

到了现在就引出了虚拟地址的概念，有了虚拟地址进程就有了独立性，每个进程都有自己的虚拟空间，一个进程无法直接访问或修改其他进程的虚拟空间，从而强化了系统的稳定性。

通过虚拟地址空间，将进程都隔离开了，但是有时候又需要进程产生联系和配合，这里就有了进程通信。进程通信的方式有很多大致分为两种，一种是基于文件、另一种是基于网络。这两种方式的本质都是一样的，都是借助一个公共区域完成数据的交换。