进程与线程

进程

进程是资源（CPU、内存等）分配的基本单位，它是程序执行时的一个实例。程序运行时系统就会创建一个进程，并为它分配资源，然后把该进程放入进程就绪队列，进程调度器选中它的时候就会为它分配CPU时间，程序开始真正运行。

线程

线程是一条执行路径，是程序执行时的最小单位，它是进程的一个执行流，是CPU调度和分派的基本单位，一个进程可以由很多个线程组成，线程间共享进程的所有资源，每个线程有自己的堆栈和局部变量。线程由CPU独立调度执行，在多CPU环境下就允许多个线程同时运行。同样多线程也可以实现并发操作，每个请求分配一个线程来处理。

一个正在运行的软件(如迅雷)就是一个进程，一个进程可以同时运行多个任务( 迅雷软件可以同时下载多个文件，每个下载任务就是一个线程), 可以简单的认为进程是线程的集合。

并行与并发：

并行：多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑，是真正的同时。
并发：通过cpu调度算法，让用户看上去同时执行，实际上从cpu操作层面不是真正的同时。并发往往在场景中有公用的资源，那么针对这个公用的资源往往产生瓶颈，我们会用TPS或者QPS来反应这个系统的处理能力。

线程的状态

新建状态(New): 线程对象被创建后，就进入了新建状态。例如，Thread thread = new Thread()。
就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被创建后，其它线程调用了该对象的start()方法，从而来启动该线程。例如，thread.start()。处于就绪状态的线程，随时可能被CPU调度执行。
运行状态(Running): 线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是，线程只能从就绪状态进入到运行状态。
阻塞状态(Blocked): 阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：

等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成

同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。

其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

死亡状态(Dead): 线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

创建线程

继承Thread类创建线程

public class MyThread extends Thread{//继承Thread类
　　public void run(){
　　//重写run方法
　　}
}
public class Main {undefined
　　public static void main(String[] args){undefined
　　　　new MyThread().start();//创建并启动线程
　　}
}
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1】定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该方法的方法体就是线程需要完成的任务，run()方法也称为线程执行体。

2】创建Thread子类的实例，也就是创建了线程对象

3】启动线程，即调用线程的start()方法

实现Runnable接口创建线程

public class MyThread implements Runnable {//实现Runnable接口
　　public void run(){
　　//重写run方法
　　}
}
public class Main {undefined
　　public static void main(String[] args){undefined
　　　　//创建并启动线程
　　　　MyThread2 myThread=new MyThread2();
　　　　Thread thread=new Thread(myThread);
　　　　thread().start();
　　　
　　}
}
复制代码

1】定义Runnable接口的实现类，一样要重写run()方法，这个run（）方法和Thread中的run()方法一样是线程的执行体

2】创建Runnable实现类的实例，并用这个实例作为Thread的target来创建Thread对象，这个Thread对象才是真正的线程对象

3】第三部依然是通过调用线程对象的start()方法来启动线程

使用Callable和Future创建线程

public static class MyThread implements Callable{
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        return 1;
    }
}
public class Main {undefined
　　public static void main(String[] args){undefined
　　　MyThread3 th=new MyThread3();
　　　//也可以直接使用Lambda表达式创建Callable对象
　　   //使用FutureTask类来包装Callable对象
　　　FutureTask<Integer> future=new FutureTask<Integer>(
　　　　(Callable<Integer>)()->{
　　　　　　return 1;
　　　　}
　　  );
　　　new Thread(future,"有返回值的线程").start();//实质上还是以Callable对象来创建并启动线程
　　  try{
　　　　System.out.println("子线程的返回值："+future.get());//get()方法会阻塞，直到子线程执行结束才返回
 　　 }catch(Exception e){undefined
　　　　ex.printStackTrace();
　　　}
　　}
}

1】创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，然后创建该实现类的实例（从java8开始可以直接使用Lambda表达式创建Callable对象）。

2】使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了Callable对象的call()方法的返回值

3】使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动线程（因为FutureTask实现了Runnable接口）

4】调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值

使用线程池例如用Executor框架

public static void main(String args[]) throws InterruptedException{
        RejectedExecutionHandlerImpl rejectionHandler = new RejectedExecutionHandlerImpl();
        ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
        ThreadPoolExecutor executorPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 10, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2), threadFactory, rejectionHandler);
        MyMonitorThread monitor = new MyMonitorThread(executorPool, 3);
        Thread monitorThread = new Thread(monitor);
        monitorThread.start();
        for(int i=0; i<10; i++){
            executorPool.execute(new WorkerThread("cmd"+i));
        }
        Thread.sleep(30000);
        executorPool.shutdown();
        Thread.sleep(5000);
        monitor.shutdown();

![](C:\Users\zmj\Pictures\Camera Roll\threadPool.webp)

1 如果此时线程池中的数量小于 corePoolSize（核心池的大小），即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务（也就是每来一个任务，就要创建一个线程来执行任务）。2 如果此时线程池中的数量大于等于 corePoolSize，但是缓冲队列workQueue 未满，那么任务被放入缓冲队列，则该任务会等待空闲线程将其取出去执行。3 如果此时线程池中的数量大于等于 corePoolSize ，缓冲队列workQueue 满，并且线程池中的数量小于 maximumPoolSize（线程池最大线程数），建新的线程来处理被添加的任务。4 如果此时线程池中的数量大于等于 corePoolSize，缓冲队列workQueue 满，并且线程池中的数量等于 maximumPoolSize，那么通过RejectedExecutionHandler 所指定的策略(任务拒绝策略)来处理此任务。也就是处理任务的优先级为：核心线程 corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程 maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler 处理被拒绝的任务。

Thread常用方法

thread源码

public class Thread implements Runnable {
    // 线程名字
    private volatile String name;
    // 线程优先级(1~10)
    private int priority;
    // 守护线程
    private boolean daemon = false;
    // 线程id
    private long tid;
    // 线程组
    private ThreadGroup group;
    // 预定义3个优先级
    public final static int MIN_PRIORITY = 1;
    public final static int NORM_PRIORITY = 5;
    public final static int MAX_PRIORITY = 10;
    // 构造函数
    public Thread();
    public Thread(String name);
    public Thread(Runnable target);
    public Thread(Runnable target, String name);
    // 线程组
    public Thread(ThreadGroup group, Runnable target);
    // 返回当前正在执行线程对象的引用
    public static native Thread currentThread();
    // 启动一个新线程
    public synchronized void start();
    // 线程的方法体，和启动线程没毛关系
    public void run();
    // 让线程睡眠一会，由活跃状态改为挂起状态
    public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;
    public static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException;
    // 打断线程 中断线程 用于停止线程
    // 调用该方法时并不需要获取Thread实例的锁。无论何时，任何线程都可以调用其它线程的interruptf方法
    public void interrupt();
    public boolean isInterrupted()
    // 线程是否处于活动状态
    public final native boolean isAlive();
    // 交出CPU的使用权，从运行状态改为挂起状态
    public static native void yield();
    public final void join() throws InterruptedException
    public final synchronized void join(long millis)
    public final synchronized void join(long millis, int nanos) throws InterruptedException
    // 设置线程优先级
    public final void setPriority(int newPriority);
    // 设置是否守护线程
    public final void setDaemon(boolean on);
    // 线程id
    public long getId() { return this.tid; }
    // 线程状态
    public enum State {
        // new 创建
        NEW,
        // runnable 就绪
        RUNNABLE,
        // blocked 阻塞
        BLOCKED,
        // waiting 等待
        WAITING,
        // timed_waiting
        TIMED_WAITING,
        // terminated 结束
        TERMINATED;
    }
}

start() 与 run()

start(): 启动一个线程，线程之间是没有顺序的，是按CPU分配的时间片来回切换的。

run(): 调用线程的run方法，就是普通的方法调用，虽然将代码封装到两个线程体中，可以看到线程中打印的线程名字都是main主线程，run()方法用于封装线程的代码

sleep() 与 interrupt()

sleep(): 睡眠指定时间，即让程序暂停指定时间运行，时间到了会继续执行代码，如果时间未到就要醒需要使用interrupt()来随时唤醒 interrupt(): 唤醒正在睡眠的程序，调用interrupt()方法，会使得sleep()方法抛出InterruptedException异常，当sleep()方法抛出异常就中断了sleep的方法，从而让程序继续运行下去

wait() 与 notify()

wait(): 导致线程进入等待阻塞状态，会一直等待直到它被其他线程通过notify()或者notifyAll唤醒。该方法只能在同步方法中调用。如果当前线程不是锁的持有者，该方法抛出一个IllegalMonitorStateException异常。wait(long timeout): 时间到了自动执行，类似于sleep(long millis) notify(): 该方法只能在同步方法或同步块内部调用，随机选择一个(注意：只会通知一个)在该对象上调用wait方法的线程，解除其阻塞状态 notifyAll(): 唤醒所有的wait对象

线程