线程与多线程

概念
1. 进程：进程指正在运行的程序。确切的来说，当一个程序进入内存运行，即变成一个进程，进程是处于运行过程中的程序，并且具有一定独立功能。
2. 线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。
3. 多线程:就是一个程序中有多个线程在同时执行。
(一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程)
- 单线程程序：即，若有多个任务只能依次执行。当上一个任务执行结束后，下一个任务开始执行。
- 多线程程序：即，若有多个任务可以同时执行。
程序运行原理
- 分时调度：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
- 抢占式调度：优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。
1. CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。
2. 对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，
3. 而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。
4. 其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。
场景示例
1. jvm启动后，必然有一个执行路径(线程)从main方法开始的，一直执行到main方法结束，这个线程在java中称之为主线程。
2. 当程序的主线程执行时，如果遇到了循环而导致程序在指定位置停留时间过长，则无法马上执行下面的程序，需要等待循环结束后能够执行。
3. 那么，能否实现一个主线程负责执行其中一个循环，再由另一个线程负责其他代码的执行，最终实现多部分代码同时执行的效果？
4. 通过Java中的多线程技术来解决该问题，能够实现同时执行。
线程创建
- Thread类：将类声明为 Thread 的子类（继承Thread类）。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。创建对象，开启线程。run方法相当于其他线程的main方法。
  Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。
1. 定义一个类继承Thread。
2. 重写run方法。
3. 创建子类对象，就是创建线程对象。
4. 调用start方法，开启线程并让线程执行，同时还会告诉jvm去调用run方法。
- Runnable 接口（较为常用）：声明一个实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程。
  Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务。包含了一个 run 的无参数抽象方法，需要由接口实现类重写该方法。
1. 定义类实现Runnable接口。
2. 覆盖接口中的run方法。
3. 创建Thread类的对象。
4. 将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
5. 调用Thread类的start方法开启线程。
多线程的内存
1. Java程序运行是从主线程开始，main方法就是主线程的线程执行内容。
2. 多线程执行时，在栈内存中，其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。
3. 当执行线程的任务结束了，线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了，那么进程就结束了。
线程的匿名内部类使用
使用线程的内匿名内部类方式，可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。
1. 创建线程对象时，直接重写Thread类中的run方法
2. 使用匿名内部类的方式实现Runnable接口，重新Runnable接口中的run方法
问题
1. 线程对象调用 run方法和调用start方法区别？
  线程对象调用run方法不开启线程。仅是对象调用方法。线程对象调用start开启线程，并让jvm调用run方法在开启的线程中执行。
2. 为什么要继承Thread类，并调用其的start方法才能开启线程呢？那为什么不直接创建Thread类的对象呢？
  - 继承Thread类：因为Thread类用来描述线程，具备线程应该有功能。
  - 直接创建Thread类的对象,start调用的是Thread类中的run方法，而这个run方法没有做什么事情，更重要的是这个run方法中并没有定义我们需要让线程执行的代码。
3. 创建线程的目的是什么？
  - 是为了建立程序单独的执行路径，让多部分代码实现同时执行。也就是说线程创建并执行需要给定线程要执行的任务。
  - 主线程，它的任务定义在main函数中。自定义线程需要执行的任务都定义在run方法中。
4. 为什么需要定一个类去实现Runnable接口呢？
  1. 将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
  2. 覆盖Runnable接口中的run方法，将线程任务代码定义到run方法中。
  3. 实现Runnable接口，避免了继承Thread类的单继承局限性。
5. 继承Thread类和实现Runnable接口有啥区别呢？
  1. 线程任务已被封装到Runnable接口的run方法中，线程对象创建时就可以明确要运行的线程的任务。
  2. 实现Runnable接口方式，只有创建Thread类的对象才可以创建线程。线程与任务分离
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线程池

概念
线程池，其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。
使用线程池方式
通常，线程池都是通过线程池工厂创建，再调用线程池中的方法获取线程，再通过线程去执行任务方法
1. Executors：线程池创建工厂类
2. ExecutorService：线程池类
3. Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用的对象
- Runnable接口
  - Future<?> submit(Runnable task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行
1. 创建线程池对象
2. 创建Runnable接口子类对象
3. 提交Runnable接口子类对象
4. 关闭线程池
- Callable接口
  与Runnable接口功能相似，用来指定线程的任务。其中的call()方法，用来返回线程任务执行完毕后的结果，call方法可抛出异常。
  - Future submit(Callable task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行线程中的call()方法
1. 创建线程池对象
2. 创建Callable接口子类对象
3. 提交Callable接口子类对象
4. 关闭线程池
问题
1. 为什么要使用线程池？
  1. 在java中，如果每个请求到达就创建一个新线程，开销是相当大的。
  2. 在实际使用中，创建和销毁线程花费的时间和消耗的系统资源都相当大，甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。
  3. 除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也需要消耗系统资源。如果在一个jvm里创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。
  4. 为了防止资源不足，需要采取一些办法来限制任何给定时刻处理的请求数目，尽可能减少创建和销毁线程的次数，特别是一些资源耗费比较大的线程的创建和销毁，尽量利用已有对象来进行服务。
  5. 线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。通过对多个任务重复使用线程，线程创建的开销就被分摊到了多个任务上了，而且由于在请求到达时线程已经存在，所以消除了线程创建所带来的延迟。这样，就可以立即为请求服务，使用应用程序响应更快。另外，通过适当的调整线程中的线程数目可以防止出现资源不足的情况。
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开发知识库

线程和线程池

线程与多线程

线程池