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《Java多线程编程核心技术》——1.1节进程和多线程的概念及线程的优点

简介:
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本节书摘来自华章社区《Java多线程编程核心技术》一书中的第1章,第1.1节进程和多线程的概念及线程的优点,作者高洪岩,更多章节内容可以访问云栖社区“华章社区”公众号查看

1.1 进程和多线程的概念及线程的优点
本节主要介绍在Java语言中使用多线程技术。但讲到多线程这个技术时不得不提及“进程”这个概念,“百度百科”里对“进程”的解释如图1-1所示。


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初看这段文字会觉得十分的抽象,难以理解,但如果你看到图1-2所示的内容,那么你对进程还不能理解吗?


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难道可以将一个正在操作系统中运行的exe程序理解成一个“进程”吗?没错!
通过查看“Windows任务管理器”中的列表,完全可以将运行在内存中的exe文件理解成进程,进程是受操作系统管理的基本运行单元。
那什么是线程呢?线程可以理解成是在进程中独立运行的子任务。比如,QQ.exe运行时就有很多的子任务在同时运行。再如,好友视频线程、下载文件线程、传输数据线程、发送表情线程等,这些不同的任务或者说功能都可以同时运行,其中每一项任务完全可以理解成是“线程”在工作,传文件、听音乐、发送图片表情等功能都有对应的线程在后台默默地运行。
这样做有什么优点呢?更具体来讲,使用多线程有什么优点呢?其实如果读者有使用“多任务操作系统”的经验,比如Windows系列,那么它的方便性大家应该都有体会:使用多任务操作系统Windows后,可以最大限度地利用CPU的空闲时间来处理其他的任务,比如一边让操作系统处理正在由打印机打印的数据,一边使用Word编辑文档。而CPU在这些任务之间不停地切换,由于切换的速度非常快,给使用者的感受就是这些任务似乎在同时运行。所以使用多线程技术后,可以在同一时间内运行更多不同种类的任务。
为了更加有效地理解多线程的优势,看一下如图1-3所示的单任务的模型图,理解一下单任务的缺点。
在图1-3中,任务1和任务2是两个完全独立、互不相关的任务,任务1是在等待远程服务器返回数据,以便进行后期的处理,这时CPU一直处于等待状态,一直在“空运行”。如果任务2是在10秒之后被运行,虽然执行任务2用的时间非常短,仅仅是1秒,但也必须在任务1运行结束后才可以运行任务2。本程序是运行在单任务环境中,所以任务2有非常长的等待时间,系统运行效率大幅降低。单任务的特点就是排队执行,也就是同步,就像在cmd中输入一条命令后,必须等待这条命令执行完才可以执行下一条命令一样。这就是单任务环境的缺点,即CPU利用率大幅降低。
而多任务的环境如图1-4所示。


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在图1-4中可以发现,CPU完全可以在任务1和任务2之间来回切换,使任务2不必等到10秒再运行,系统的运行效率大大得到提升。这就是要使用多线程技术、要学习多线程的原因。这是多线程技术的优点,使用多线程也就是在使用异步。
多线程是异步的,所以千万不要把Eclipse里代码的顺序当成线程执行的顺序,线程被调用的时机是随机的。

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