【Java之家-编程的衣柜】线程的基础知识及线程与进程的联系

认识线程

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.

轻量级进程 -> 线程（Thread）

为什么要有线程

1. 首先，“并发编程”成为“刚需”

2. 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

3. 最后, 线程虽然比进程轻量, 但是人们还不满足, 于是又有了 “线程池”(ThreadPool) 和 “协程”

创建的还是进程，创建进程的时候把资源都分配好，后续创建的线程，让线程在进程内部（进程和线程之间的关系，可以认为是进程包含了线程）

后续进程中的新的线程，直接复用前面进程这里创建好的资源

其实一个进程至少包含一个线程，最初创建出来的这个可以认为是一个只包含一个线程的进程（此时创建的过程需要分配资源，此时第一个线程的创建开销可能是比较大的）

但是后续再在这个进程里创建线程，就可以省略分配资源的过程，资源是已经有了的

使用多进程本身已经可以完成并发编程了，但进程比较重，创建和销毁开销很大（需要申请、释放资源），引入线程可以更高效的解决上述问题

所谓的线程，也可以称为轻量级进程

一个进程可以包含一个或多个线程，这个进程中的多个线程共同复用了进程中各种资源（内存、硬盘），但这些线程各自独立在CPU上进行调度

因此，线程既可以完成“并发编程”的效果，又可以以比较轻量级的方式运行

线程同样是通过PCB描述的

此时一个PCB对应到一个线程，多个PCB对应一个进程了

PCB中的内存指针、文件描述符表，同一个进程的多个PCB中，这俩字段的内容都是一样的；但是上下文、状态、优先级、记账信息（这些支持调度的属性），则这些PCB每个人的都不一样了。

则引出这么句话：进程是操作系统进行资源分配的基本单位；线程是操作系统进行调度执行的基本单位。

随着线程数量的增加，整体的效率也会再进一步的提高。但也不是无限的提高，CPU的核心逻辑数是有限的。线程太多的时候，线程调度的开销反而会拖慢整个程序的效率，同时容易产生冲突

这样的冲突会产生bug，就会带来“线程安全问题”（多线程编程中最关键的问题）

一旦某个线程执行过程中出现异常，并且这个异常没有被很好的处理，就可能导致整个进程直接终止。（进程中的所有线程也就随之终止了）。这也体现出进程的**“隔离性”**的好处

面试题：谈谈进程和线程的区别和联系（以下三条是最核心的，能多说更好）

1. 进程包含线程，都是为了实现并发编程的方式，线程比进程更轻量；
2. 进程是系统分配资源的基本单位，线程是系统调度执行的基本单位，创建进程的时候把分配资源（虚拟地址空间、文件描述符表）的工作干了，后续创建线程，直接共用之前的资源即可
3. 进程有独立的地址空间，彼此之间不会相互影响到，进程的独立性=>系统稳定性；多个线程共用一份地址空间，一个线程一旦抛出异常，就可能导致整个进程异常结束=>多个线程之间容易相互影响

线程是更轻量的，但也不是没有创建成本。在互联网圈子，高并发的服务器，要处理的并发量太多了，非常非常频繁的创建线程/销毁。线程开销仍然不可忽视了

此时又有两种方法解决：

1. “轻量级线程” =>协程/纤程
2. 线程池 =>把一些要释放的资源，不要着急释放，而是先放到一个池子里，以备后续使用。申请资源的时候，也是先提前把要申请的资源申请好，也放到一个"池子里“，后续申请的时候也比较方便

线程本身是操作系统提供的概念。操作系统也提供了一些ap供程序猿来使用。

Java中，就把操作系统的apl又进行了封装，提供了Thread类

class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println("hello thread");
            try {
                //这里只能trycatch，不能throws
                //此处是方法重写，对于父类的run方法，就没有throws xxx异常这样的设定
                //在重写的时候，也就不能throws异常了
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread=new MyThread();
        myThread.start();//start会调用系统API，在系统内核中把线程对应的PCB啥的给创建出来并管理好，新的线程就参与调度了
        //myThread.run();//run只是上面的入口方法（普通的方法），并没有调用API，也没有创建出真正的线程来
        while(true){
            System.out.println("hello main");
            try {
                //这里可以throws
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

//运行结果
hellomain
hellothread
hellomain
hellothread
hellothread
hellomain
hellothread
hellomain
hellothread
hellomain
hellothread
hellomain
hellothread
hellomain
hellomain
hellothread
hellomain
......

当点击运行程序的时候，就会先创建出一个java进程。这个进程中就包含了至少一个线程，这个线程也叫做主线程，也就是负责执行main方法的线程

调整了代码之后， 在main方法中有一个 while 循环,在线程的 run 中也有一个 while 循环这两个循环都是 while (true) 死循环

使用start的方式执行，此时，这俩循环都在执行

两个线程,分别执行自己的循环这两个线程都能参与到 cpu 的调度中，这俩线程(这俩while循环) 并发式的执行

其中的sleep是Thread类的静态方法

这俩线程在进行 sleep 之后, 就会进入阻塞状态。当时间到，系统就会唤醒这俩线程，并且恢复对这俩线程的调度。当这俩线程都唤醒了之后，谁先调度，谁后调度，可以视为是“随机”的

每个线程都能被独立的调度执行，都是一个独立的执行流，多个线程之间是并发的关系

主线程和新线程是并发执行的关系，就看操作系统怎么调度

系统在进行多个线程调度的时候，并没有一个非常明确的的顺序，而是按照这种“随机”的方式进行调度，这样的“随机”调度的过程，称为“抢占式执行”。只是看起来随机，实际上概率并不均等。