Java并发 day01进程和线程并行和并发 java线程

Posted 2023-02-26 halulu.me

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java并发 day01进程和线程并行和并发 java线程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

进程和线程

进程

1、程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至CPU，数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的（管理资源）
2、当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码至内存，这时就开启了一个进程。
3、进程就可以视为程序的一个实例。大部分程序可以同时运行多个实例进程，也有的程序只能启动一个实例进程

线程

1、一个进程之内可以分为一到多个线程。一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行
2、Java中，线程作为最小调度单位（CPU从线程获取指令），进程作为资源分配的最小单位（管理资源）。在 windows 中进程是不活动的，只是作为线程的容器
3、线程是由一些列指令组成的。

二者对比

1、进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集
2、进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享
3、进程间通信较为复杂
同一台计算机的进程通信称为 IPC（Inter-process communication）
不同计算机之间的进程通信，需要通过网络，并遵守共同的协议，例如 HTTP
4、线程通信相对简单，因为它们共享进程内的内存，一个例子是多个线程可以访问同一个共享变量
5、线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低

并行和并发

并发

单核CPU，线程是串行执行的。操作系统中有一个组件叫做任务调度器，将CPU的时间片（windows下时间片最小约为15毫秒）分给不同的线程使用，只是由于CPU在线程间的切换非常快。（微观串行，宏观并行）
线程轮流使用CPU就是并发，concurrent。

并行

多核 cpu下，每个核（core）都可以调度运行线程，这时候线程可以是并行的，也可以是并发的。

两者对比

并发（concurrent）是同一时间应对（dealing with）多件事情的能力（单核）
并行（parallel）是同一时间动手做（doing）多件事情的能力（多核）

java线程

创建线程

创建线程–方法1 继承Thread类（重写run）
创建线程–方法2 实现Runnable接口（重写run）
创建线程–方法3 FutureTask实现Callable(间接实现Runable接口，有返回值)

FutureTask:

        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask(new Callable() 
            @Override
            public Object call() throws Exception 
                return 100;
            
        );
        Thread t3 = new Thread(futureTask, "t3");
        t3.start();
        Integer i = futureTask.get();
        System.out.println(i);

查看进程和线程

tasklist | findstr java
taskkill /F /PID 进程编号

ps -aux | grep 进程PID
kill -9 进程PID

jconsole 远程监控配置

-Djava.rmi.server.hostname=ip地址 -Dcom.sun.management.jmxremote
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=连接端口 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=是否安全连接 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=是否认证 java类

线程运行原理

栈（stack）和栈帧（Frame）

每个线程启动后，虚拟机会为其分配一块栈内存
每个栈由多个栈帧组成，对应着每次方法调用时占用的内存
每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的方法。

线程上下文切换（Thread Context Switch）

导致CPU不再执行当前线程，转而执行另一个线程的代码的原因：
1、线程的CPU时间片用完
2、垃圾回收（会暂停其他线程）
3、有优先级更高的线程
4、线程自己调用了sleep、yield、wait、join、synchronized等方法

当Context Switch发生时，需要有操作系统保存当前线程的状态，并恢复另一个线程的状态，java中对应的概念就是程序计数器，它的作用是记住吓一跳JVM指令的执行地址和，是线程私有的。
1、状态包括程序计数器、虚拟机栈中每个栈帧的信息，如局部变量、操作数栈、返回地址等
2、Context Switch 频繁发生会影响性能。

常见方法

start是开启线程
run是执行线程中的方法。
直接调用 run 是在主线程中执行了 run，没有启动新的线程
使用 start 是启动新的线程，通过新的线程间接执行 run 中的代码

join(long n)有时效的等待，如果超过时间，就不会再继续等待。
join的底层原理就是wait()

sinterrupted()判断是否被打断，不会清除标记
interrupted()判断是否被打断，会清除标记

对于正常运行的线程，打断线程并不能让线程停止，需要借助打断标记打断
park 线程, 不会清空打断状态，一般和interrupted()清除标记一起使用
LockSupport.park();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 

        Thread t1 = new Thread("t1")
            @Override
            public void run() 
                while (true)
                    if(Thread.currentThread().isInterrupted())
                        log.debug("打断");
                        break;
                    
                
            
        ;
        t1.start();
        t1.interrupt();

sleep

1、调用 sleep 会让当前线程从 Runnable 进入 Timed Waiting 状态（阻塞）
2、其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程，这时 sleep 方法会抛出 InterruptedException
3、睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行
4、防止CPU占用100%
5、建议用 TimeUnit 的 sleep 代替 Thread 的 sleep 来获得更好的可读性
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

yield（让出）

1、调用 yield 会让当前线程从 Running 进入 Runnable 就绪状态，然后调度执行其它线程
2、具体的实现依赖于操作系统的任务调度器

守护线程

默认情况下，Java进程需要等待所有线程都运行结束，才会结束。有一种特殊的线程叫做守护线程，只要其它非守护线程运行结束了，即使守护线程的代码没有执行完，也会强制结束。

@Slf4j(topic = "c.test")
public class Thread4 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 

        Thread t1 = new Thread("t1")
            @SneakyThrows
            @Override
            public void run() 
                log.debug("start");
                Thread.sleep(2000);
                log.debug("end");
            
        ;
        t1.setDaemon(true);
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("main");