进程与线程概念
一、进程与线程
进程：是代码在数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
线程：是进程的一个执行路径，一个进程中至少有一个线程，进程中的多个线程共享进程的 资源。
虽然系统是把资源分给进程，但是CPU很特殊，是被分配到线程的，所以线程是CPU分配的基本单位。
二者关系：
一个进程中有多个线程，多个线程共享进程的堆和方法区资源，但是每个线程有自己的程序计数器和栈区域。
程序计数器：是一块内存区域，用来记录线程当前要执行的指令地址 。
栈：用于存储该线程的局部变量，这些局部变量是该线程私有的，除此之外还用来存放线程的调用栈祯。
堆：是一个进程中最大的一块内存，堆是被进程中的所有线程共享的。
方法区：则用来存放 NM 加载的类、常量及静态变量等信息，也是线程共享的 。
二者区别：
进程：有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响。
线程：是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉。
1) 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
2) 线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。
3) 另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。
4) 每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
5) 从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别
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二、并发与并行
并发：是指同一个时间段内多个任务同时都在执行，并且都没有执行结束。并发任务强调在一个时间段内同时执行，而一个时间段由多个单位时间累积而成，所以说并发的多个任务在单位时间内不一定同时在执行 。
并行：是说在单位时间内多个任务同时在执行 。
在多线程编程实践中，线程的个数往往多于CPU的个数，所以一般都称多线程并发编程而不是多线程并行编程。
并发过程中常见的问题：
1、线程安全问题：
多个线程同时操作共享变量1时，会出现线程1更新共享变量1的值，但是其他线程获取到的是共享变量没有被更新之前的值。就会导致数据不准确问题。
2、共享内存不可见性问题
Java内存模型（处理共享变量）
Java 内存模型规定，将所有的变量都存放在主内存中，当线程使用变量时，会把主内存里面的变量复制到自己的工作空间或者叫作工作内存，线程读写变量时操作的是自己工作内存中的变量 。（如上图所示）
（实际工作的java内存模型）
上图中所示是一个双核 CPU 系统架构，每个核有自己的控制器和运算器，其中控制器包含一组寄存器和操作控制器，运算器执行算术逻辅运算。CPU的每个核都有自己的一级缓存，在有些架构里面还有一个所有CPU都共享的二级缓存。 那么Java内存模型里面的工作内存，就对应这里的 Ll或者 L2 缓存或者 CPU 的寄存器
1、线程A首先获取共享变量X的值，由于两级Cache都没有命中，所以加载主内存中X的值，假如为0。然后把X=0的值缓存到两级缓存，线程A修改X的值为1,然后将其写入两级Cache，并且刷新到主内存。线程A操作完毕后，线程A所在的CPU的两级Cache内和主内存里面的X的值都是l。
2、线程B获取X的值，首先一级缓存没有命中，然后看二级缓存，二级缓存命中了，所以返回X=1；到这里一切都是正常的，因为这时候主内存中也是X=l。然后线程B修改X的值为2，并将其存放到线程2所在的一级Cache和共享二级Cache中，最后更新主内存中X的值为2，到这里一切都是好的。
3、线程A这次又需要修改X的值，获取时一级缓存命中，并且X=l这里问题就出现了，明明线程B已经把X的值修改为2，为何线程A获取的还是l呢？这就是共享变量的内存不可见问题，也就是线程B写入的值对线程A不可见。
synchronized 的内存语义：
这个内存语义就可以解决共享变量内存可见性问题。进入synchronized块的内存语义是把在synchronized块内使用到的变量从线程的工作内存中清除，这样在synchronized块内使用到该变量时就不会从线程的工作内存中获取，而是直接从主内存中获取。退出synchronized块的内存语义是把在synchronized块内对共享变量的修改刷新到主内存。会造成上下文切换的开销，独占锁，降低并发性
Volatile的理解：
该关键字可以确保对一个变量的更新对其他线程马上可见。当一个变量被声明为volatile时，线程在写入变量时不会把值缓存在寄存器或者其他地方，而是会把值刷新回主内存。当其他线程读取该共享变量时－，会从主内存重新获取最新值，而不是使用当前线程的工作内存中的值。volatile的内存语义和synchronized有相似之处，具体来说就是，当线程写入了volatile变量值时就等价于线程退出synchronized同步块（把写入工作内存的变量值同步到主内存），读取volatile变量值时就相当于进入同步块（先清空本地内存变量值，再从主内存获取最新值）。不能保证原子性
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三、创建线程
1、继承Thread类
重写run方法：使用继承方式的好处是，在run（）方法内获取当前线程直接使用this就可以了，无须使用Thread.currentThread（）方法；不好的地方是Java不支持多继承，如果继承了Thread类，那么就不能再继承其他类。另外任务与代码没有分离，当多个线程执行一样的任务时需要多份任务代码。
复制代码
public class ThreadRuning extends Thread{
public ThreadRuning(String name){
//重写构造，可以对线程添加名字
super(name);
}
@Override
public void run() {
while(true){
System.out.println("good time");
//在run方法里，this代表当前线程
System.out.println(this);
}
}
public static void main(String[] args){
ThreadRuning threadRuning = new ThreadRuning("1111");
threadRuning.start();
}
}
复制代码
2、实现Runable接口
实现run方法：解决继承Thread的缺点，没有返回值
public class RunableTest implements Runnable {
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println("good time");
}
}
public static void main(String[] args) {
RunableTest runableTest1 = new RunableTest();
RunableTest runableTest2 = new RunableTest();
new Thread(runableTest1).start();
new Thread(runableTest1).start();
new Thread(runableTest2).start();
}
}
3、实现Callable接口
实现call方法：
public class CallTest implements Callable {
@Override
public Object call() throws Exception {
return "hello world";
}
public static void main(String[] args){
FutureTask
new Thread(futureTask).start();
try {
String result = futureTask.get();
System.out.println(result);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
使用继承方式的好处是方便传参，你可以在子类里面添加成员变量，通过set方法设置参数或者通过构造函数进行传递，而如果使用Runnable方式，则只能使用主线程里面被声明为final的变量。不好的地方是Java不支持多继承，如果继承了Thread类，那么子类不能再继承其他类，而Runable则没有这个限制。前两种方式都没办法拿到任务的返回结果，但是Callable方式可以