进程和线程（要关注哦）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了进程和线程（要关注哦）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
👌 棒棒有言：生活充满了起起落落。关键在于，在顶端时好好享受；在低谷时不失勇气。与其在风雨中逃避，不如在雷电中舞蹈，即便淋得透湿，也是领略生命的快意。我们最终都要远行，最终都要跟稚嫩的自己告别。也许路途有点艰辛，有点孤独，但熬过了痛苦，我们才能得以成长。
👌 本章简介：1.进程：一个进程 是 一个包含有自身地址的程序，每个独立执行的程序都称为进程。比如： 谷歌游览器 是一个进程，微信也是一个进程，Evernote 也是一个进程，正在操作系统中运行的 “。exe”（正在运行的应用程序）都可以理解为一个进程。
2.线程：进程中独立运行的子任务就是一个线程。像WeChat.exe运行的时候就有很多子任务在运行，比如聊天线程、好友视频线程、下载文件线程等等。
3.多线程：在程序中执行的多个线程，每个线程完成一个功能，并于其他的线程并发执行，这就是多线程系统可以分配每个进程一段有限的使用CPU的时间（CPU 时间片），CPU在短时间中执行某个进程，然后下一个时间片跳到另一个进程中去执行。由于CPU转换比较快，所以是的每一个进程好像是同时执行一样。
👍 作者：get棒棒
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一.认识进程和线程
（1）计算机的操作系统大多采用多任务和分时设计，多任务是指在一个操作系统中可以同时运行
多个程序。
（2）例如在使用QQ聊天的同时听音乐，即有多个独立运行的任务，每个任务对应一个进程，每个
进程又可以产生多个线程
1. 进程
（1）程序（Program）是对数据描述与操作的代码的集合，如Office中的Word、暴风影音等应用
程序。
（2）进程（Process）是程序的一次动态执行过程，它对应了从代码加载、执行至执行完毕的一
个完成过程，这个过程也是进程本身从产生、发展至消亡的过程。
（3）操作系统同时管理一个计算机系统中的多个进程，让计算机系统中的多个进程轮流使用CPU
资源，或者共享操作系统的其它资源。
（4）进程有如下特点：
-->进程是系统运行程序的基本单位。
-->每一个进程都有自己独立的一块内存空间、一组系统资源。
-->每一个进程的内部数据和状态都是完全独立的。
2. 线程
（1）线程是进程中执行运算的最小单位，一个进程在其执行过程中可以产生多个线程，而线程必
须在某个进程内执行。
（2）线程是进程内部的一个执行单元，是可完成一个独立任务的顺序控制流程，如果在一个进程
中同时运行了多个线程，用来完成不同的工作，则称之为多线程。
（3）线程按处理级别可以分为核心级线程和用户级线程。
--》核心级线程
-->核心级线程是和系统任务相关的线程，它负责处理不同进程之间的多个线程。
-->允许不同进程中的线程按照同一相对优先调度方法对线程进行调度，使它们有条不紊地工
作，可以发挥多处理器的并发优势，以充分利用计算机的软/硬件资源。
--》用户级线程
-->在开发程序时，由于程序的需要而编写的线程即用户级线程，这些线程的创建、执行和消亡都
是编写在应用程序时进行控制的。
-->对于用户级线程的切换，通常发生在一个应用程序的诸多线程之间，如迅雷中的多线程下载
就属于用户线程。
-->多线程可以改善用户体验。具有多个线程的进程能更好地表达和解决现实世界的具体问题，多
线程是计算机应用开发和程序设计的一项重要的实用技术。
（4）线程和进程既有联系又有区别：
--》一个进程中至少要有一个线程。
--》资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。
--》处理机分配给线程，即真正在处理机上运行的是线程。
3. 多线程的优势
--》多线程程序可以带来更好的用户体验，避免因程序执行过慢而导致计算机出现计算机死机或者
白屏的情况。
--》多线程程序可以最大限度地提高计算机系统的利用效率。如迅雷的多线程下载。
二.编写线程类
（1）每个程序至少自动拥有一个线程，称为主线程。
（2）当程序加载到内存时启动主线程
（3）Java程序中的public static void main()方法是主线程的入口，运行Java程序时，会先执行这
个方法。
（4）开发中，用户编写的线程一般都是指除了主线程之外的其他线程。
（5）使用一个线程的过程可以分为以下4个步骤：
第一步：定义一个线程，同时指明这个线程所要执行的代码，即期望完成的功能。
第二步：创建线程对象。
第三步：启动线程
第四部：终止线程。
public class MyThread extends Thread
//重写run()方法
public void run()
for(int i=1;i<100;i++) System.out.println(
Thread.currentThread().getName()+":"+i);
public static void main(String[] args)
MyThread thread = new MyThread();
thread.start(); //启动线程
（6）定义一个线程类通常有两种方法，分别是继承java.lang.Thread类和实现java.lang.Runnable
接口。
1. 使用Thread类创建线程
--》Java提供了java.lang.Thread类支持多线程编程，该类提供了大量的方法来控制和操作线程，
常用方法如下：
--》创建线程时继承Thread类并重写Thread类中的run()方法。
--》Thread类的run()方法是线程要执行操作任务的方法，所以线程要执行的操作代码都需要写在
run()方法中，并通过调用start()方法来启动线程。
2. 使用Runnable接口创建线程
--》使用继承Thread类的方式创建线程简单明了，符合大家的习惯，但它有一个缺点，如果定义的
类已经继承了其他类则无法再继承Thread类。使用Runnable接口创建线程的方式可以解决上述问
题。
--》Runnable接口中声明了一个run()方法，即public void run()。
--》一个类可以通过实现Runnable接口并实现run()方法完成线程的所有活动，已实现的run()方法
称为该对象的线程体。
--》任何一个实现Runnable接口的对象都可以作为一个线程的目标对象。
（7）两种创建线程的方式有各自的特点和应用领域：
--》直接继承Thread类的方式编写简单，可以直接操作线程，适用于单重继承的情况；
--》实现Runnable接口的方式，当一个线程继承了另一个类时，就只能用实现Runnable接口的方
法来创建线程，
而且这种方式还可以使多个线程之间使用同一个Runnable对象。
三.线程状态和线程调度
一、线程的状态
（1）线程的生命周期可以分为4个阶段，即线程的4种状态，分别为新生状态、可运行状态、阻塞
状态和死亡状态。
（2）一个具有生命的线程，总是处于上述4种状态之一。
1. 新生状态（New Thread）
-->创建线程对象之后，尚未调用其start()方法之前，这个线程就有了生命，此时线程仅仅是一个空
对象，系统没有为其分配资源。此时只能启动和终止线程，任何其它操作都会引发异常。
2. 可运行状态（Runnable）
-->当调用了start()方法启动线程之后，系统为该线程分配除CPU外的所需资源，这个线程就有了运
行的机会，线程处于可运行的状态，在这个状态当中，该线程对象可能正在运行，也可能尚未运
行。
-->对于只有一个CPU的机器而言，任何时刻只能有一个处于可运行状态的线程占用处理机，获得
CPU资源，此时系统真正运行线程的run()方法。
public class MyRunnable implements Runnable
public void run()
for(int i=1;i<100;i++) System.out.println(
Thread.currentThread().getName()+":"+i);
public static void main(String[] args)
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread myThread = new Thread(myRunnable);
thread.start(); //启动线程
3. 阻塞状态（Blocked）
-->一个正在运行的线程因某种原因不能继续运行时，进入阻塞状态。
-->阻塞状态是一种“不可运行”的状态，而处于这种状态的线程在得到一个特定的事件之后会转回可
运行状态。
-->导致一个线程被阻塞有以下原因：
--》调用了Thread类的静态方法sleep()。
--》一个线程执行到一个I/O操作时，如果I/O操作尚未完成，则线程将被阻塞。
--》如果一个线程的执行需要用一个对象的锁，而这个对象的锁正被别的线程占用，那么此线程被
阻塞。
--》线程的suspend()方法被调用而使线程被挂起时，线程进入阻塞状态。但suspend()容易导致死
锁，已经被JDK列为过期方法，基本不再使用。
-->处于阻塞状态的线程可以转回到可运行状态，例如，在调用sleep()方法之后，这个线程的睡眠
时间已经达到了指定的间隔，那么它就有可能重新回到可运行状态。或当一个线程等待的锁变得可
用的时候，那么这个线程也会从被阻塞的状态转入可运行状态。
4. 死亡状态（Dead）
-->一个线程的run()方法运行完毕、stop()方法被调用或者在运行过程中出现未捕获的异常时，线程
进入死亡状态。
二、线程调度
（1）当同一时刻有多个线程处于可运行状态，它们需要排队等待CPU资源，每个线程会自动获得
一个线程的优先级（Priority），优先级的高低反映线程的重要或紧急程度。
（2）可运行的线程按优先级排队，线程调度依据建立在优先级基础上的“先到先服务”原则。
（3）线程调度管理器负责线程排队和在线程间分配CPU，并按线程调度算法进行调度。当线程调
度管理器选中某个线程时，该线程获得CPU资源进入运行状态。
（4）线程调度是抢占式调度，即在当前线程执行过程中如果有一个更高优先级的线程进入可运行
状态，则这个更高优先级的线程立即被调度执行。
1. 线程优先级
-->线程的优先级用1~10表示，10表示优先级最高，默认值是5。
-->每个优先级对应一个Thread类的公用静态常量。
--》public static final int NORM_PRIORITY=5;
--》public static final int MIN_PRIORITY=1;
--》public static final int MAX_PRIORITY=10;
-->每个线程的优先级都介于Thread.MIN_PRIORITY和Thread.MAX_PRIORITY之间
-->线程的优先级可以通过setPriority(int grade)方法更改，此方法的参数表示要设置的优先级，它
必须是一个1-10之间的整数。
2. 实现线程调度的方法
-->join()方法
join()方法使当前线程暂停执行，等待调用该方法的线程结束后再继续执行本线程。它有3种重载
形式：
--》public final void join()
--》public final void join(long mills)
--》public final void join(long mills,int nanos)
public static void main(String[] args)
Thread temp = new Thread(new MyThread());
temp.start();
for(int i=0;i<20;i++)
if(i==5)
try
temp.join();
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行："+i);
//省略代码…
-->sleep()方法
sleep()方法会让当前线程睡眠（停止执行）millis毫秒，线程由运行中的状态进入不可运行状
态，睡眠时间过后线程会再次进入可运行状态。语法结构如下：
--》public static void sleep(long millis)
-->yield()方法
yield()方法可让当前线程暂停执行，允许其它线程执行，但该线程仍处于可运行状态，并不变为
阻塞状态。此时，系统选择其他相同或更高优先级线程执行，若无其它相同或更高优先级线程，则
该线程继续执行。
public class MyThread implements Runnable
public void run()
for(int i=0;i<5;i++)
System.out.println(Thread.currentThread().
getName()+"正在运行："+i);
if(i==3)
System.out.print("线程礼让：");
Thread.yield();
-->sleep()方法和yield()方法的区别
四. 线程同步和线程间的通信
一、线程同步的必要性
前面说的线程都是独立的，而且异步执行，也就是说每个线程都包含了运行时所需要的数据或方
法，而不需要外部资源或方法，也不必关心其它线程的状态或行为。
但是经常有一些同时运行的线程需要共享数据，此时就需要考虑其他线程的状态和行为，否则就不
能保证程序运行结果的正确性。
二、 实现线程同步
（1）当两个线程或多个线程需要访问同一资源时，需要以某种顺序来确保该资源在某一时刻只能
被一个线程使用的方式称为线程同步。
（2）采用同步来控制线程的执行有两种方式，即同步方法和同步代码块。这两种方式都使用
synchronized关键字实现。
1. 同步方法
-->通过在方法声明中加入synchronized关键字来声明同步方法。
-->使用synchronized修饰的方法控制对类成员变量的访问。每个类实例对应一把锁，方法一旦执
行，就独占该锁，直到该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可
执 行状态。
-->这种机制确保了同一时刻对应每一个实例，其所有声明为synchronized的方法只能有一个处于
可执行状态，从而有效的避免了类成员变量的访问冲突。
-->同步方法的语法格式如下：
访问修饰符 synchronized 返回类型 方法名() 或者 synchronized 访问修饰符 返回类型 方法名()
--》synchronized是同步关键字
--》访问修饰符是指public、private等。
2. 同步代码块
-->同步代码块的语法格式如下：
synchronized()
//需要同步访问控制的代码
-->synchronized块中的代码必须获得对象syncObject的锁，具体实现机制与同步方法一样。
-->由于同步代码块可以针对任意代码块，且可任意指定上锁的对象，故灵活性比较高。
3. 死锁
-->多线程在使用同步机制时，存在“死锁”的潜在危险。如果多个线程都处于等待状态而无法唤醒
时，就构成了死锁（DeadLock），此时处于等待状态的多个线程占用系统资源，但无法运行，因
此不会释放自身的资源。
-->在编程时应注意死锁问题，避免死锁的有效方法是：
线程因某个条件未满足而受阻，不能让其继续占有资源；
如果有多个对象需要互斥访问，应确定线程获得锁的顺序，并保证整个程序以相反的顺序释放锁。
三、线程间通信的必要性
在前面的介绍中，了解了多线程编程中使用同步机制的重要性，并介绍了如何通过同步来正确地访
问共享资源。这些线程之间是相互独立的，并不存在任何的依赖关系。
它们各自竞争CPU资源，互不相让，并且还无条件地阻止其他线程对共享资源的异步访问。然而，
有很多现实问题要求不仅要同步地访问同一共享资源，而且线程间还被彼此牵制，相互通信。
四、实现线程间通信
（1）Java提供了如下3个方法实现线程之间的通信：
--》wait()方法：调用wait()方法会挂起当前线程，并释放共享资源的锁。
--》notify()方法：调用任意对象的notify()方法会在因调用该对象的wait()而阻塞的线程中随机选择
一个线程解除阻塞，但要等到获得锁后才真正执行。
--》notifyAll()方法：调用了notifyAll()方法会将因调用该对象的wait()方法而阻塞的所有线程一次性
全部解除阻塞。
（2）wait()、notify()和notifyAll()这3个方法都是Object类中final方法，被所有的类继承且不允许重
写。这3个方法只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常。
五.注解与多线程章节总结
1、 java.lang包中提供了3种标准的注解类型，称为内建注解，分别是@Override注解、@Deprecated注解以及@SuppressWarnings注解。
2、 java.lang.annotation包提供了4种元注解，用来修饰其他的注解定义。分别是@Target注解、@Retention注解、@Documented注解以及@Inherited注解。
3、 线程是进程中执行运算的最小单位。一个进程在其执行过程中可以产生多个线程，而线程必须在某个进程内执行。
4、 定义一个线程类通常由两种方法，分别是继承java.lang.Thread类和实现java.lang.Runnable接口。
5、 线程有新生、可运行、阻塞、死亡4种状态。
6、 线程的优先级用1~10表示，10表示优先级最高，默认值是5。每个优先级对应一个Thread类的公用静态常量。
7、 使用join()方法、sleep()方法、yield()方法可以改变线程的状态。
8、 线程同步有两种方式，即同步方法和同步代码块。这两种方式都使用synchronized关键字来实现。
9、 Java提供了3个方法来实现线程之间的通信，即wait()方法、notify()方法和notifyAll()方法。
并发任务
并发类库
在关注并发前，我们需要了解一些相关概念。
线程与进程
运行在系统上的每个程序都是一个进程。一个进程可包含多个线程。进程和线程都表示一个逻辑控制流，即一种计算过程。进程独立占用管理物理资源，线程共享同一个进程中的物理资源和数据。可以采用多进程来实现程序的并发。CPU资源是固定的，CPU通过多线程的切换实现并发。即线程轮流执行一个时间片，实现多个任务同时执行。
多线程使用要考虑用户交互与计算资源。对于计算密集型程序，计算机线程切换带来的损失要小于多线程带来的好处。对于用户交互频繁的程序，利用多线程减少串行计算用户的等待时间，但这样会加大线程切换的损失。
内核线程：每个线程都由操作系统内核支持，系统开销大，充分发挥计算机并行计算的优势。
轻量级进程：建立在内核之上并由内核支持的用户线程，它是内核线程的高度抽象，与内核线程是一对一的线程模型，各种操作都需要系统调度，代价高，需要频繁在用户态和内核态切换。每个轻量级进程是独立的调度单元，不会影响整个进程的工作。
用户线程：用户线程存在于单一的进程之上。各种操作不需要内核的帮助，消耗低、高效。
Windows和linux版，JDK采用一条java线程映射到一条轻量级进程之中。
多线程任务
编写多线程程序一般有三种方法，Thread,Runnable,Callable.
java.util.concurrent
接口 Callable<V>
public interface Callable<V>
返回结果并且可能抛出异常的任务。实现者定义了一个不带任何参数的叫做 call 的方法。
Callable 接口类似于 Runnable，两者都是为那些其实例可能被另一个线程执行的类设计的。但是 Runnable 不会返回结果，并且无法抛出经过检查的异常。
Executors 类包含一些从其他普通形式转换成 Callable 类的实用方法。
Runnable和Callable的区别是，
(1)Callable规定的方法是call(),Runnable规定的方法是run().
(2)Callable的任务执行后可返回值，而Runnable的任务是不能返回值得
(3)call方法可以抛出异常，run方法不可以
(4)运行Callable任务可以拿到一个Future对象，Future 表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并获取计算的结果。计算完成后只能使用 get 方法来获取结果，如果线程没有执行完，Future.get()方法可能会阻塞当前线程的执行；如果线程出现异常，Future.get()会throws InterruptedException或者ExecutionException；如果线程已经取消，会跑出CancellationException。取消由cancel 方法来执行。isDone确定任务是正常完成还是被取消了。一旦计算完成，就不能再取消计算。如果为了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的结果，则可以声明Future<?> 形式类型、并返回 null 作为底层任务的结果。Future接口的定义如下：
java.util.concurrent
接口 Future<V>
类型参数：
V - 此 Future 的 get 方法所返回的结果类型
所有已知子接口：
Response<T>, RunnableFuture<V>, RunnableScheduledFuture<V>, ScheduledFuture<V>
所有已知实现类：
public interface Future<V>
Future 表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并获取计算的结果。计算完成后只能使用 get 方法来获取结果，如有必要，计算完成前可以阻塞此方法。取消则由 cancel 方法来执行。还提供了其他方法，以确定任务是正常完成还是被取消了。一旦计算完成，就不能再取消计算。如果为了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的结果，则可以声明 Future<?> 形式类型、并返回 null 作为底层任务的结果。
- 以runnable方式运行：
- 线程池方式
以上是关于进程和线程（要关注哦）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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