温故知新 线程

Posted 2021-03-04 pureray-hui

项目中常会用到定时器任务调度（线程知识）

本人原电子系后转行到软件，所以对计算机原理方面颇感兴趣！

 

 

谈线程钱必须知道进程，CPU调用程序，以进程体系，轮询。

 

时间片(CPU定轮询周期)，每个进程周期一样，（如上图）当前执行进程1指令。执行到一半，操作系统OS （管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石）给它分配时间到了，收回。

它把这个进程挂起，暂时保存起来。OS就去按顺序遍历，执行进程2,...........直到执行到进程8的时间片用完了，挂起进程8。接着执行进程1，恢复现场，接着执行。

 

 

注意：进程调度，程序之间可以切换。cpu执行太快会给人错觉误以为程序都是并行（同时运行）；其实cpu定轮询周期（时间片），每个进程运行/执行的时间固定，当时间到了进程仍没执行完，当前进程挂起，执行下一条进程（直到进程8结束），当OS再次执行时，又回到进程1，恢复现场，接着执行；

知道了进程后，开始谈谈线程了：

一个进程可包含多个线程，也就是线程是OS(操作系统)可以执行的最小单位；（查服务器主机几核几线程  【cmd->wmic->cpu get *】查看对应的NumberOfCores和NumberOfLogicalProcessors ）

线程数=Ncpu/（1-阻塞系数）

Ncpu---CPU数     阻尼系数---（0到1之间）

线程数大于CPU核数（并行）：

并行：多核情况下，各自CPU执行各自内容，可以同时执行；

并发：多核情况下，某一个核中执行个线程，此时就产生并发，分片执行，轮着顺序执行。也称为交替执行。

上图摘自网络：（一图胜千文）

JVM在多线程时，访问公用变量（堆、方法区。。。）的每个线程是自由的，但有线程存在私有变量会有私有的栈来供他存放（保证了线程间隔离的安全）

 

切记创建线程数非常多，可能造成内存溢出；--------因为每个线程要分配单独内存空间，直接占用。（可以理解为独食大王，宁占着不让位）

 

多线程创建方式：

1） 继承Thread

2） 实现Runnable，无返回值，无异常接收

3） 实现Callable，返回值，接收异常，多了一些对象 Future、FutureTask

4） 线程池

 

 

多线程状态：

1,新建new;调用start()方法，注：所有的线程都从start开始（仅一次且由OS决定）

2,可运行态Runnable; 1， 当时间片用完，运行态会调用 yiled()转到可运行态；注：【yiled() 会强制退回到就绪状态，代码主动调用。主动把CPU让出来，让其他线程去执行。俗称挂起】   ,2，当OS选中时，会从可运行态转运行态；

3，运行态Running；Run方法执行完成，线程就结束，释放资源。（切记不要本线程调用---那将毫无意义）

4，阻塞态blocked;  对于阻塞态和运行态，可运行态 典型的稳定三角关系：

运行态变阻塞：

        sleep()   【它会把CPU让出来，先阻塞等待(我先睡会你们继续）】醒来后转为可运行态；

        join() 【运行快的所有线程都等待，只到最慢那个线程执行完成，（有福同享，有难共当）】   

        wait()   【当前线程优先占用，其他线程停止，（有肉我先吃）】 当调用interrupt()或notify()或notifyAll()被唤醒后仍处于阻塞态，可转为可运行态；’

        加锁Synchronized 【关键字，同步，同步锁，代码块，多行代码被加锁】 原子性操作，其他线程无法执行(特别注意CPU不是立即执行，而是轮询到它在执行。)，切记加锁范围越小越好！

阻塞态变可运行态：获得锁   sleep时间到了

5,终止态Dead ；run()结束

 

特别要重视线程池：

通俗讲就是线程的集合，一个线程同时只能执行一个任务，但可以同时向一个线程池提交多个任务。（可以理解为 孟尝君食客三千待用）；

作用：防止多线程运行，系统不断闭合新线程，系统资源不断消耗，线程切换频繁，导致系统崩溃 （蓝屏的真好喝！）

线程池可参见博客大神闯天创世纪的博文：https://www.cnblogs.com/jiawen010/p/11855768.html

 

多线程并发在项目中常见安全问题：

甩卖问题：

多个窗口卖固定的货：      m个窗口   卖n件货

线程m个   甩卖过程   n递减（假设没退换，卖出责任不究）

其实主要是当n=1时问题出来了，要解决超卖现象：解决办法-------加锁（执行结束锁就释放），在加锁范围内不能高并发，只能一个对象去使用。

 

在商品秒杀系统时，有条件有选择的在读操作上加锁，库存小于一个量时开始加锁，让购买者排队；用一个队列缓存，将多线程变为单线程读写；