深入学习java源码之Thread.sleep()与 Thread.setPriority()

深入学习java源码之Thread.sleep()与 Thread.setPriority()

　　多任务：同一时刻运行多个程序的能力。每一个任务称为一个线程。可以同时运行一个以上线程的程序称为多线程程序。

　　Java编写程序都运行在在Java虚拟机（JVM）中，在JVM的内部，程序的多任务是通过线程来实现的。每用java命令启动一个java应用程序，就会启动一个JVM进程。在同一个JVM进程中，有且只有一个进程，就是它自己。在这个JVM环境中，所有程序代码的运行都是以线程来运行。

　　一般常见的Java应用程序都是单线程的。比如，用java命令运行一个最简单的HelloWorld的Java应用程序时，就启动了一个JVM进程，JVM找到程序程序的入口点main()，然后运行main()方法，这样就产生了一个线程，这个线程称之为主线程。当main方法结束后，主线程运行完成。JVM进程也随即退出 。

　　对于一个进程中的多个线程来说，多个线程共享进程的内存块，当有新的线程产生的时候，操作系统不分配新的内存，而是让新线程共享原有的进程块的内存。因此，线程间的通信很容易，速度也很快。不同的进程因为处于不同的内存块，因此进程之间的通信相对困难。

　　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，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，一个进程可以运行多个线程。比如java.exe进程可以运行很多线程。线程总是输入某个进程，进程中的多个线程共享进程的内存。

　　Java中线程是指java.lang.Thread类的一个实例或线程的执行。使用java.lang.Thread或java.lang.Runnable接口编写代码定义、实例化、启动新线程。
　　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。main()方法运行在一个线程内，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。
　　线程分为两类：用户线程和守候线程。当所有用户线程执行完毕后，JVM自动关闭。但是守候线程却不独立与JVM，守候线程一般是有操作系统或用户自己创建的。
 

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。

在特殊的业务场景下先天的就适合于并发编程。比如在图像处理领域，一张1024X768像素的图片，包含达到78万6千多个像素。即时将所有的像素遍历一边都需要很长的时间，面对如此复杂的计算量就需要充分利用多核的计算的能力。又比如当我们在网上购物时，为了提升响应速度，需要拆分，减库存，生成订单等等这些操作，就可以进行拆分利用多线程的技术完成。面对复杂业务模型，并行程序会比串行程序更适应业务需求，而并发编程更能吻合这种业务拆分

时间片是CPU分配给各个线程的时间，因为时间非常短，所以CPU不断通过切换线程，让我们觉得多个线程是同时执行的，时间片一般是几十毫秒。而每次切换时，需要保存当前的状态起来，以便能够进行恢复先前状态，而这个切换时非常损耗性能，过于频繁反而无法发挥出多线程编程的优势。通常减少上下文切换可以采用无锁并发编程，CAS算法，使用了乐观锁，可以有效的减少一部分不必要的锁竞争带来的上下文切换，使用最少的线程和使用协程。

同步VS异步

同步和异步通常用来形容一次方法调用。同步方法调用一开始，调用者必须等待被调用的方法结束后，调用者后面的代码才能执行。而异步调用，指的是，调用者不用管被调用方法是否完成，都会继续执行后面的代码，当被调用的方法完成后会通知调用者。

并发与并行

并发和并行是十分容易混淆的概念。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”。实际上，如果系统内只有一个CPU，而使用多线程时，那么真实系统环境下不能并行，只能通过切换时间片的方式交替进行，而成为并发执行任务。真正的并行也只能出现在拥有多个CPU的系统中。

阻塞和非阻塞

阻塞和非阻塞通常用来形容多线程间的相互影响，比如一个线程占有了临界区资源，那么其他线程需要这个资源就必须进行等待该资源的释放，会导致等待的线程挂起，这种情况就是阻塞，而非阻塞就恰好相反，它强调没有一个线程可以阻塞其他线程，所有的线程都会尝试地往前运行。

临界区

临界区用来表示一种公共资源或者说是共享数据，可以被多个线程使用。但是每个线程使用时，一旦临界区资源被一个线程占有，那么其他线程必须等待。

 

实际上java程序天生就是一个多线程程序，包含了：（1）分发处理发送给给JVM信号的线程；（2）调用对象的finalize方法的线程；（3）清除Reference的线程；（4）main线程，用户程序的入口。那么，如何在用户程序中新建一个线程了，只要有三种方式：

1. 通过继承Thread类，重写run方法；

2. 通过实现runable接口；

3. 通过实现callable接口这三种方式，下面看具体demo。

public class CreateThreadDemo {
 
     public static void main(String[] args) {
         //1.继承Thread
         Thread thread = new Thread() {
             @Override
             public void run() {
                 System.out.println("继承Thread");
                 super.run();
             }
         };
         thread.start();
         //2.实现runable接口
         Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
             @Override
             public void run() {
                 System.out.println("实现runable接口");
             }
         });
         thread1.start();
         //3.实现callable接口
         ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
         Future future = service.submit(new Callable() {
             @Override
             public String call() throws Exception {
                 return "通过实现Callable接口";
             }
         });
         try {
             String result = future.get();
             System.out.println(result);
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         } catch (ExecutionException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }
 
 }

三种新建线程的方式具体看以上注释，需要主要的是：

• 由于java不能多继承可以实现多个接口，因此，在创建线程的时候尽量多考虑采用实现接口的形式；
• 实现callable接口，提交给ExecutorService返回的是异步执行的结果，另外，通常也可以利用FutureTask(Callable callable)将callable进行包装然后FeatureTask提交给ExecutorsService。如图

另外由于FeatureTask也实现了Runable接口也可以利用上面第二种方式（实现Runable接口）来新建线程；

• 可以通过Executors将Runable转换成Callable，具体方法是：Callable callable(Runnable task, T result)， Callable