并发编程（第一天）

进程与线程

进程

• 程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至 CPU，数据加载至内存。在 指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的
• 当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码至内存，这时就开启了一个进程。
• 进程就可以视为程序的一个实例。大部分程序可以同时运行多个实例进程（例如记事本、画图、浏览器 等），也有的程序只能启动一个实例进程（例如网易云音乐、360 安全卫士等）

线程

• 一个进程之内可以分为一到多个线程。
• 一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行
• Java 中，线程作为最小调度单位，进程作为资源分配的最小单位。 在 windows 中进程是不活动的，只是作 为线程的容器

二者对比

• 进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集
• 进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享
• 进程间通信较为复杂

        同一台计算机的进程通信称为 IPC（Inter-process communication）

        不同计算机之间的进程通信，需要通过网络，并遵守共同的协议，例如 HTTP

• 线程通信相对简单，因为它们共享进程内的内存，一个例子是多个线程可以访问同一个共享变量
• 线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低

线程的创建和运行线程

方法一，直接使用 Thread

// 构造方法的参数是给线程指定名字，推荐
Thread t1 = new Thread("t1") {
 @Override
 // run 方法内实现了要执行的任务
public void run() {
 log.debug("hello");
    }
 };
 t1.start();

方法二，使用 Runnable 配合 Thread

把【线程】和【任务】（要执行的代码）分开

• Thread 代表线程
• Runnable 可运行的任务（线程要执行的代码） 

// 创建任务对象
Runnable task2 = new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
 log.debug("hello");
    }
 };
 // 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
 t2.start();

方法三，FutureTask 配合 Thread

FutureTask 能够接收 Callable 类型的参数，用来处理有返回结果的情况

// 创建任务对象
FutureTask<Integer> task3 = new FutureTask<>(() -> {
 log.debug("hello");
 return 100;
 });
 // 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
new Thread(task3, "t3").start();
 // 主线程阻塞，同步等待 task 执行完毕的结果
Integer result = task3.get();
 log.debug("结果是:{}", result);

栈与栈帧

其实就是线程，每个线程启动后，虚拟机就会为其分配一块栈内存。 每个栈由多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存，每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法 

start 与 run

直接调用 run 是在主线程中执行了 run，没有启动新的线程

使用 start 是启动新的线程，通过新的线程间接执行 run 中的代码

sleep 与 yield

sleep

1. 调用 sleep 会让当前线程从 Running 进入 Timed Waiting 状态（阻塞）

2. 其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程，这时 sleep 方法会抛出InterruptedException

3. 睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行

4. 建议用 TimeUnit 的 sleep 代替 Thread 的 sleep 来获得更好的可读性

yield

1. 调用 yield 会让当前线程从 Running 进入 Runnable 就绪状态，然后调度执行其它线程

2. 具体的实现依赖于操作系统的任务调度器

join 方法详解

t1.join()：意味着需要等待t1线程结束才会运行下面的代码

t1.join(1000)：如果1000ms小于t1线程的执行时间，就会提前结束t1线程；如果时间大或相等，线程结束了，join就会直接结束（线程执行结束会导致 join 结束）。

join源码中，只会调用wait方法，并没有在结束时调用notify，这是因为线程在die的时候会自动调用自身的notifyAll方法，来释放所有的资源和锁。