【javaEE】多线程（初阶）Part1

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前言

少年的征程起点是心中的一团火

本文主要介绍的是【线程】相关内容，注意也要掌握【线程】相关代码的书写以及运行分析。

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一、【进程】回顾

1. 虽然多进程已经实现了并发编程，但是存在重要的问题：假如针对每一个客户端都分别创建进程，那么就会造成频繁创建/销毁进程，使得多进程就比较低效。

2. 进程创建步骤：
   ① 创建PCB；
   ② 给进程分配资源（内存/文件），然后赋值到PCB中；
   （这对操作系统来说是不太容易的，比较消耗时间）
   ③ 把PCB插入链表

3. 进程销毁步骤：
   ① 把PCB从链表上删除；
   ② 把PCB中持有的资源释放；
   ③ 销毁PCB

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二、线程Thread

1. 线程Thread
   ① 线程是被包含在进程中的。
   ② 一个进程默认会有一个线程，当然也可以有多个线程； 每个线程都是一个单独的“执行流”，可以单独在CPU上进行调度。
   ③ 同一个进程中的这些线程 共用同一份系统资源（内存+文件）

2. 线程又被称为“轻量级进程”
   理由：创建线程的开销比创建进程小；且销毁线程的开销比销毁进程小。

3. 使用线程：
   ① 能够更充分利用多核CPU，能够提高效率；
   ② 在同一个进程中，只是创建第一个线程的时候需要申请资源，后续再创建新的线程都是共用同一份资源（节省了申请资源的开销）； 销毁线程的时候，只有销毁到最后一个线程的时候才真正释放资源，前面的线程销毁都不是真正的释放资源

4. 操作系统的内核是通过一组PCB来描述一个进程的，每个PCB对应一个线程；
   ① 这组PCB上的内存指针和文件描述符表其实都是一样的，是共用的；
   ② 而状态、上下文、优先级以及记账信息则是每个PCB（每个线程）自己有一份。
   所以： 进程是 资源分配 的基本单位； 线程是 调度执行 的基本单位。

5. 重要面试题： 谈谈进程和线程之间的区别【高频】（面试必考！背！！）

答：① 进程包含线程；
② 线程比进程更轻量，创建更快、销毁也更快；
③ 同一个进程的多个线程之间共用一份内存和文件资源，而进程和进程之间则是独立的文件和内存资源；线程共用资源就省去了线程分配资源的过程
④ 进程是资源分配的基本单位，线程是调度执行的基本单位

6. 多线程的线程数目不是越多越好，因为CPU核心数是有限的。当线程数目达到一定数量的时候，CPU的核心就已经被吃满了，此时再增加线程也无法提高效率了；反而会因为线程太多，线程调度开销太大而影响了效率。

7. 现代的CPU一般都有“超线程技术”，如一个核心可以并行跑两个线程

8. 如果两个线程同时修改同一个变量，也容易产生“线程不安全”问题。

9. 如果某个线程发生了意外（出现异常），并且该异常没有处理好就可能导致这个进程崩溃，此时后续的所有线程都难以运行。

10. 线程的一些相关操作在操作系统中都提供了一系列的API。
    （因为系统原生的线程的API是C语言的，所以java就把这些API给封装成java风格的了）

11. 多个线程的执行是“抢占式执行”；线程是独立的执行流。

12. 多线程的当前程序确实是跑起来了，但是如果想要查看是不是多个线程同时执行的，就可以借助jdk中的jconsole工具来进行查看

jconsole双击打开–> 本地进程–> 选择刚才运行的java进程（双击）–>
选择“不安全连接”（如果双击打开了jconsole之后啥都没有，则尝试 右键-以管理员方式运行）

① 有的机器上可能权限管理比较严格，导致jconsole查看不到进程信息，所以就使用“管理员权限运行”
② 打开查看线程的时候会发现除了自己运行的N个线程之外；还有别的线程，这是JVM自己创建的内置功能，有些是负责垃圾回收的、有些是用来辅助完成调试的、还有些是监控进程是否收到一些特殊信号并进行动作的
③ 这里的状态是java自己搞的状态，和操作系统中的PCB里的状态还不太一样；
此处的堆栈跟踪 ：描述了当前线程、调用栈是啥样的；是方法之间相互调用的一个关联关系

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三、创建线程

1. 创建线程的办法
   ① 继承Thread类，重写run方法，run方法是新线程的入口
   ② 实现Runnable接口，重写run
   ③ 使用匿名内部类，实现创建Thread子类的方式
   ④ 使用匿名内部类，实现 实现Runnable接口的方式
   ⑤ 使用Lambda表达式（lambda本质上是一个“匿名函数”）
   （其实lambda表达式一般用于一个方法的实现上，该方法可以作为参数传入）
   线程的创建不不止这5中，还有两种后续介绍。

【面试题：java中有哪些方式来创建线程？】

（注：在实际工作中，在写代码时使用下划线将数字进行分割是一个有效技巧）

2. 创建线程的相关事宜：

// 创建MyThread实例：创建实例并不会在系统中真的创建一个线程！！
MyThread myThread = new MyThread();
// 调用 start方法的时候才是真正创建出一个新的线程！！！
// 而此时新的线程就会执行run里面的逻辑，一直到run里的代码执行完新的线程才是运行结束。
myThread.start();
// 调用 start方法 其实是另外启动了一个线程来执行Thread中的run方法！
// 新的线程是一个单独的执行流，和现有线程的执行流不相关。 并发（并发+并行）执行

// 如果main方法里面没有Thread子类创建的实例对象调用start方法，则调用的其实是main里面自带的默认线程（也叫 主线程）
// main主线程（JVM创建）和MyThread创建出来的新线程是一个“并发执行”的关系。（但是此处的并发其实是指：并发+并行）
// 并发执行：两边同时执行，各自安好、互不干扰！
// MyThread的线程中run是该线程的入口方法

3. 阻塞等待join

t1.start();
t2.start(); // 此处才创建线程

// 阻塞等待线程结束 join
// 在main中调用 t1.join(); 的效果其实就是 让main线程阻塞，一直到t1执行完run后main才继续执行！！！
// 在main中调用 t2.join(); 的效果其实就是 让main线程阻塞，一直到t2执行完run后main才继续执行！！！
// 注意：t1和t2是并发执行的（宏观上是同时执行的），而不是先执行完t1再执行t2！！

try { // 抛异常
    t1.join();
    t2.join();
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}

① 使用两个线程消耗的时间不一定是使用一个线程消耗的时间的50%。因为：其实两个线程的并发执行=并行+并发，在执行过程中，并行（其实会变快）和并发（总时间没有减少，反而会因为线程切换而调度开销变长）执行次数不确定
② 创建线程的实例的过程也是有开销的：串行执行没有额外创建线程，并发执行就需要额外创建线程。
如果计算量大、计算的久，创建线程的开销就不明显；但是如果计算量小、计算的快，创建线程的开销影响较大，多线程提升效率就不明显，反而可能会降低执行效率

线程Demo

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THINK

重点掌握

1. 线程的创建以及运行
2. 面试题：进程和线程的区别
3. 面试题：java中有哪些方式来创建线程