JUC 简介
在 Java 中,线程部分是一个重点,本篇文章说的 JUC 也是关于线程的。JUC 就是 java.util .concurrent 工具包的简称。这是一个处理线程的工具包,JDK 1.5 开始出现的。
进程与线程
进程(Process) 是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系 统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。在当代面向线程 设计的计算机结构中,进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的 描述,进程是程序的实体。是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活 动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。程序是 指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体。
线程(thread) 是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之 中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流, 一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。
总结来说: 进程:指在系统中正在运行的一个应用程序;程序一旦运行就是进程;进程— —资源分配的最小单位。 线程:系统分配处理器时间资源的基本单元,或者说进程之内独立执行的一个 单元执行流。线程——程序执行的最小单位。
线程的状态
1. public enum State { 2. /** 3. * Thread state for a thread which has not yet started. 4. */ 5. NEW,(新建) 6. 7. 8. /** 9. * Thread state for a runnable thread. A thread in the runnable 10. * state is executing in the Java virtual machine but it may 11. * be waiting for other resources from the operating system 12. * such as processor. 13. */ 14. RUNNABLE,(准备就绪) 15. 16. /** 17. * Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock. 18. * A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock 19. * to enter a synchronized block/method or 20. * reenter a synchronized block/method after calling 21. * {@link Object#wait() Object.wait}. 22. */ 23. BLOCKED,(阻塞) 24. 25. /** 26. * Thread state for a waiting thread. 27. * A thread is in the waiting state due to calling one of the 28. * following methods: 29. * <ul> 30. * <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li> 31. * <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li> 32. * <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li> 33. * </ul> 34. * 35. * <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to 36. * perform a particular action. 37. * 38. * For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt> 39. * on an object is waiting for another thread to call 40. * <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on 41. * that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt> 42. * is waiting for a specified thread to terminate. 43. */ 44. WAITING,(不见不散) 45. 46. /** 47. * Thread state for a waiting thread with a specified waiting time. 48. * A thread is in the timed waiting state due to calling one of 49. * the following methods with a specified positive waiting time: 50. * <ul> 51. * <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li> 52. * <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li> 53. * <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li> 54. * <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li> 55. * <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li> 56. * </ul> 57. */ 58. TIMED_WAITING,(过时不候) 59. 60. /** 61. * Thread state for a terminated thread. 62. * The thread has completed execution. 63. */ 64. TERMINATED;(终结) 65. }
wait/sleep 的区别
(1)sleep 是 Thread 的静态方法,wait 是 Object 的方法,任何对象实例都 能调用。
(2)sleep 不会释放锁,它也不需要占用锁。wait 会释放锁,但调用它的前提 是当前线程占有锁(即代码要在 synchronized 中)。
(3)它们都可以被 interrupted 方法中断。
并发与并行
串行模式
串行表示所有任务都一一按先后顺序进行。串行意味着必须先装完一车柴才能 运送这车柴,只有运送到了,才能卸下这车柴,并且只有完成了这整个三个步 骤,才能进行下一个步骤。
串行是一次只能取得一个任务,并执行这个任务。
并行模式
并行意味着可以同时取得多个任务,并同时去执行所取得的这些任务。并行模 式相当于将长长的一条队列,划分成了多条短队列,所以并行缩短了任务队列的长度。并行的效率从代码层次上强依赖于多进程/多线程代码,从硬件角度上 则依赖于多核 CPU。
并发模式
并发(concurrent)指的是多个程序可以同时运行的现象,更细化的是多进程可 以同时运行或者多指令可以同时运行。但这不是重点,在描述并发的时候也不 会去扣这种字眼是否精确,并发的重点在于它是一种现象
并发描述 的是多进程同时运行的现象。但实际上,对于单核心 CPU 来说,同一时刻 只能运行一个线程。所以,这里的"同时运行"表示的不是真的同一时刻有多个 线程运行的现象,这是并行的概念,而是提供一种功能让用户看来多个程序同 时运行起来了,但实际上这些程序中的进程不是一直霸占 CPU 的,而是执行一 会停一会。
要解决大并发问题,通常是将大任务分解成多个小任务, 由于操作系统对进程的 调度是随机的,所以切分成多个小任务后,可能会从任一小任务处执行。这可 能会出现一些现象:
• 可能出现一个小任务执行了多次,还没开始下个任务的情况。这时一般会采用 队列或类似的数据结构来存放各个小任务的成果
• 可能出现还没准备好第一步就执行第二步的可能。这时,一般采用多路复用或 异步的方式,比如只有准备好产生了事件通知才执行某个任务。
• 可以多进程/多线程的方式并行执行这些小任务。也可以单进程/单线程执行这 些小任务,这时很可能要配合多路复用才能达到较高的效率
小结(重点)
并发:同一时刻多个线程在访问同一个资源,多个线程对一个点
例子:春运抢票 电商秒杀...
并行:多项工作一起执行,之后再汇总
例子:泡方便面,电水壶烧水,一边撕调料倒入桶中
管程
管程(monitor)是保证了同一时刻只有一个进程在管程内活动,即管程内定义的操作在同 一时刻只被一个进程调用(由编译器实现).但是这样并不能保证进程以设计的顺序执行 JVM 中同步是基于进入和退出管程(monitor)对象实现的,每个对象都会有一个管程(monitor)对象,管程(monitor)会随着 java 对象一同创建和销毁执行线程首先要持有管程对象,然后才能执行方法,当方法完成之后会释放管程,方法在执行时候会持有管程,其他线程无法再获取同一个管程
用户线程和守护线程
用户线程:平时用到的普通线程,自定义线程
守护线程:运行在后台,是一种特殊的线程,比如垃圾回收
当主线程结束后,用户线程还在运行,JVM 存活
如果没有用户线程,都是守护线程,JVM 结束
1. public final void setDaemon(boolean on) { 2. checkAccess(); 3. if (isAlive()) { 4. throw new IllegalThreadStateException(); 5. } 6. daemon = on; 7. }
将此线程标记为 守护 程序线程或用户线程。当唯一运行的线程都是守护程序线程时,Java 虚拟机将退出。
必须在启动线程之前调用此方法。
参数:on – if true,将此线程标记为守护程序线程
抛出:
IllegalThreadStateException – 如果此线程 处于活动状态
SecurityException – 如果 checkAccess 确定当前线程无法修改此线程