上一個(gè)系列是SpringCloud入門(mén)系列，以后肯定會(huì)寫(xiě)一期進(jìn)階系列浦徊，但是目前更新的是多線程系列馏予。
多線程的重要性不用多說(shuō)，高并發(fā)在現(xiàn)在的生活無(wú)處不在盔性。618霞丧，雙11，12306冕香，支持的并發(fā)量那都不知道是多大蛹尝，說(shuō)再多遍也不嫌多后豫，是非常非常非常傾佩這些團(tuán)隊(duì)的。
本篇文章重點(diǎn)是帶大家了解下進(jìn)程和線程方面的基礎(chǔ)理論知識(shí)突那，涉及到的概念都是簡(jiǎn)單但是又很實(shí)用的挫酿，一些可能沒(méi)涉及到的概念也會(huì)在后面的文章中寫(xiě)出來(lái)。
進(jìn)程
進(jìn)程的簡(jiǎn)單概念
在進(jìn)程模型中愕难，計(jì)算機(jī)所有可運(yùn)行的軟件早龟，通常也包括操作系統(tǒng)，被組織成若干順序進(jìn)程猫缭，簡(jiǎn)稱(chēng)進(jìn)程（process）葱弟，一個(gè)進(jìn)程就是一個(gè)正在執(zhí)行程序的示例。
大白話來(lái)說(shuō)猜丹，一個(gè)進(jìn)程就相當(dāng)于我們啟動(dòng)的項(xiàng)目芝加，或者說(shuō)打開(kāi)任務(wù)管理器的時(shí)候看到的這些應(yīng)用都是進(jìn)程。一個(gè)進(jìn)程主要包括程序計(jì)數(shù)器居触、寄存器和變量的當(dāng)前值妖混。
這里還需要講下的一個(gè)概念就是守護(hù)進(jìn)程 。
停留在后臺(tái)處理的進(jìn)程稱(chēng)之為守護(hù)進(jìn)程轮洋。
進(jìn)程的狀態(tài)
進(jìn)程的狀態(tài)有三個(gè)狀態(tài)制市，就緒、運(yùn)行弊予、阻塞祥楣。就緒就是能運(yùn)行，但是還沒(méi)運(yùn)行汉柒，CPU被其它進(jìn)程占用了误褪；運(yùn)行就是該時(shí)刻進(jìn)程已經(jīng)實(shí)際占用CPU在運(yùn)行了；阻塞基本上等于暫停了碾褂，除非有外界因素干擾兽间，不然該進(jìn)程就不能運(yùn)行了。
拿做核酸來(lái)講正塌，醫(yī)護(hù)人員就是CPU嘀略，正在做核酸的人就是運(yùn)行態(tài)，在后面排隊(duì)的就是就緒態(tài)乓诽，沒(méi)有人逼他自己不想做根本沒(méi)有來(lái)排隊(duì)就是阻塞態(tài)帜羊。
值得注意的是，這三種狀態(tài)是可以互相轉(zhuǎn)換的
- 運(yùn)行 》》 阻塞： 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)程無(wú)法再運(yùn)行下去的時(shí)候鸠天，或者認(rèn)為終止進(jìn)程后就會(huì)發(fā)生該轉(zhuǎn)換讼育。
- 運(yùn)行 《 》 就緒： 這兩個(gè)轉(zhuǎn)換大多數(shù)時(shí)候是一體的，主要是由系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度程序決定的，進(jìn)程對(duì)于調(diào)度的變化基本上是感知不到的奶段。當(dāng)系統(tǒng)認(rèn)為這個(gè)進(jìn)程已經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間占用CPU了饥瓷，那么會(huì)根據(jù)一定的算法 重新分配CPU的時(shí)間片，此時(shí)就會(huì)伴隨著狀態(tài)的轉(zhuǎn)變忧饭。
- 阻塞 》》就緒： 當(dāng)進(jìn)程等待的一個(gè)外部事件發(fā)生時(shí)就會(huì)發(fā)生次轉(zhuǎn)換扛伍，通俗就是，比如大規(guī)模核酸檢測(cè)词裤，社區(qū)上門(mén)提醒刺洒，就會(huì)去排隊(duì)。
進(jìn)程間的通信方式
進(jìn)程間的通信方式有8種吼砂，但是忘記在哪本書(shū)上看到的這8種的概念逆航，網(wǎng)上雖然有解釋?zhuān)遣惶珯?quán)威，就沒(méi)寫(xiě)出來(lái)渔肩，各位小伙伴暫時(shí)就先了解下是哪8種即可因俐。
無(wú)名管道，有名管道周偎，高級(jí)管道抹剩，消息隊(duì)列，信號(hào)量蓉坎，信號(hào)澳眷，共享內(nèi)存和套接字。
線程
線程基本概念
對(duì)于線程蛉艾，查了很久也沒(méi)有一個(gè)明確的概念钳踊，甚至再《現(xiàn)代操作系統(tǒng)中》也是模糊的概念，迷你進(jìn)程（稱(chēng)為線程）勿侯。
用Java程序通俗的來(lái)說(shuō)呢拓瞪，就是一個(gè)程序就是一個(gè)進(jìn)程，然后main方法就是該進(jìn)程的主線程助琐，然后在之后我們會(huì)創(chuàng)建多個(gè)線程祭埂。
我們知道，每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)地址空間和一個(gè)控制線程兵钮，這里的主線程是不是控制線程有待考量沟堡。
線程的狀態(tài)
相較于進(jìn)程而言，線程的狀態(tài)有五種矢空。
New： new是指新建了一個(gè)線程，但是還未啟動(dòng)禀横。對(duì)應(yīng)到代碼就是只是new了一個(gè)Thread后屁药，該線程就處于新建狀態(tài)，此時(shí)僅由JVM為其分配內(nèi)存柏锄，并初始化其成員變量的值
Runnable： 當(dāng)線程調(diào)用了start（）方法后酿箭，該線程就處于就緒狀態(tài)复亏，在等待cpu時(shí)間片。在虛擬機(jī)的表現(xiàn)就是Java虛擬機(jī)會(huì)為其創(chuàng)建方法調(diào)用棧和程序計(jì)數(shù)器缭嫡，等待調(diào)度運(yùn)行
Running： 顧名思義就是程序處于運(yùn)行狀態(tài)缔御，對(duì)應(yīng)到代碼就是處于就緒狀態(tài)的線程獲得了CPU，開(kāi)始執(zhí)行run（）方法的線程執(zhí)行體妇蛀，則該線程處于運(yùn)行狀態(tài)耕突。
Blocked： 就是我們經(jīng)常聽(tīng)到的阻塞狀態(tài)，是指線程因?yàn)槟撤N原因放棄了cpu使用權(quán)评架，即讓出了cpu timeslice（時(shí)間片）眷茁，暫時(shí)停止運(yùn)行。這種狀態(tài)會(huì)一直維持到線程進(jìn)入可運(yùn)行（runnable）狀態(tài)纵诞，才有機(jī)會(huì)再次獲取到cpu時(shí)間片上祈，從而再次轉(zhuǎn)到運(yùn)行（running）狀態(tài)
Dead： 線程結(jié)束后的狀態(tài)就是死亡狀態(tài)
對(duì)于阻塞狀態(tài)而言，分為3種：
等待阻塞： 運(yùn)行中的線程中的線程調(diào)用了object.wait（）方法浙芙，JVM會(huì)把該線程放入等待隊(duì)列中登刺，使得本線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)。
同步阻塞： 運(yùn)行中線程在獲取對(duì)象的同步鎖時(shí)嗡呼，若該同步鎖被別的線程占用纸俭，大白話就是說(shuō)拿不到鎖，JVM會(huì)把該線程放入鎖池（lock pool）中晤锥。
其它阻塞： 運(yùn)行中的線程執(zhí)行Thread.sleep(long ms)后者t.join()方法掉蔬，亦或是發(fā)出了I/O請(qǐng)求時(shí)，JVM會(huì)把線程置為阻塞狀態(tài)矾瘾。當(dāng)sleep()狀態(tài)超時(shí)女轿、join（）等待線程終止或者超時(shí)、或者I/O處理完畢時(shí)壕翩，線程重新轉(zhuǎn)入可運(yùn)行(runnable)狀態(tài)蛉迹。
對(duì)于線程的Dead狀態(tài)而言，方式有以下三種：
- 正常結(jié)束放妈，就是run（）或者call（）方法執(zhí)行完成
- 異常結(jié)束北救，線程在運(yùn)行的過(guò)程中拋出一個(gè)未捕獲的Exception或Error
- 調(diào)用stop（）方法，直接調(diào)用該線程的stop（）方法來(lái)結(jié)束線程芜抒，但是這種方法容易導(dǎo)致死鎖珍策，所以一般不建議使用
線程間的通信方式
線程間的通信方式主要是由3種方式，共享內(nèi)存宅倒、消息傳遞和管道流攘宙。
- 共享內(nèi)存：java里面一般是使用volatile共享內(nèi)存
- 消息傳遞：java里面會(huì)使用的方式如
wait/notify,join等方法。 - 管道流：管道輸入/輸出流的形式
其它
進(jìn)程和線程的區(qū)別
多進(jìn)程就是操作系統(tǒng)中同時(shí)運(yùn)行的多個(gè)程序，多線程在同一個(gè)進(jìn)程中同時(shí)運(yùn)行的多個(gè)任務(wù)蹭劈。
根本區(qū)別：進(jìn)程是操作系統(tǒng)資源分配的基本單位疗绣，而線程是處理器任務(wù)調(diào)度和執(zhí)行的基本單位
資源開(kāi)銷(xiāo)：每個(gè)進(jìn)程都有獨(dú)立的代碼和數(shù)據(jù)空間（程序上下文），程序之間的切換會(huì)有較大的開(kāi)銷(xiāo)铺韧；線程可以看做輕量級(jí)的進(jìn)程多矮，同一類(lèi)線程共享代碼和數(shù)據(jù)空間，每個(gè)線程都有自己獨(dú)立的運(yùn)行棧和程序計(jì)數(shù)器（PC）哈打，線程之間切換的開(kāi)銷(xiāo)小塔逃。
包含關(guān)系：如果一個(gè)進(jìn)程內(nèi)有多個(gè)線程，則執(zhí)行過(guò)程不是一條線的前酿，而是多條線（線程）共同完成的患雏；線程是進(jìn)程的一部分，所以線程也被稱(chēng)為輕權(quán)進(jìn)程或者輕量級(jí)進(jìn)程罢维。
內(nèi)存分配：同一進(jìn)程的線程共享本進(jìn)程的地址空間和資源淹仑，而進(jìn)程之間的地址空間和資源是相互獨(dú)立的
影響關(guān)系：一個(gè)進(jìn)程崩潰后，在保護(hù)模式下不會(huì)對(duì)其他進(jìn)程產(chǎn)生影響肺孵，但是一個(gè)線程崩潰整個(gè)進(jìn)程都死掉匀借。所以多進(jìn)程要比多線程健壯。
執(zhí)行過(guò)程：每個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程有程序運(yùn)行的入口平窘、順序執(zhí)行序列和程序出口吓肋。但是線程不能獨(dú)立執(zhí)行，必須依存在應(yīng)用程序中瑰艘，由應(yīng)用程序提供多個(gè)線程執(zhí)行控制是鬼，兩者均可并發(fā)執(zhí)行
線程不安全
在《Java并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)》中有這么一句話
當(dāng)多個(gè)線程訪問(wèn)一個(gè)類(lèi)時(shí)，如果不用考慮這些線程在運(yùn)行時(shí)環(huán)境下的調(diào)度和交替進(jìn)行紫新，并且不需要額外的同步及調(diào)用方代碼不必作其它的協(xié)調(diào)均蜜，這個(gè)類(lèi)的行為仍然是正確的，那么成這個(gè)類(lèi)是線程安全的芒率。
通俗一點(diǎn)來(lái)說(shuō)囤耳，要想代碼線程安全，其實(shí)就是保證狀態(tài)的訪問(wèn)時(shí)不出錯(cuò)的偶芍，對(duì)象的狀態(tài)一般情況下指的是數(shù)據(jù)充择。但是數(shù)據(jù)大多數(shù)情況都是共享，可變的匪蟀。
顧名思義椎麦，共享指的是線程之間是可以訪問(wèn)到這個(gè)變量，可變是是指數(shù)據(jù)的值是可以被更改的材彪，不是寫(xiě)死的观挎。
資源
什么是資源撒桨，在《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》中的定義是
我們把這里需要排他性使用的對(duì)象稱(chēng)為資源。資源可以是硬件設(shè)備（如藍(lán)光驅(qū)動(dòng)器）或者是一組信息（如數(shù)據(jù)庫(kù)中一個(gè)加鎖的記錄）......簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)键兜，資源就是隨著時(shí)間的推移，必須能獲得穗泵、使用以及釋放的任何東西普气。
對(duì)于這個(gè)資源，在java程序里面是鎖呢佃延，還是指的共享變量呢现诀，我個(gè)人覺(jué)得更像是鎖，不知道各位小伙伴怎么看履肃。
并行和并發(fā)
并發(fā)是指同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)線程在執(zhí)行任務(wù)仔沿，一般是交替執(zhí)行；并行是指同一個(gè)時(shí)刻下多個(gè)線程同時(shí)工作尺棋。
在操作系統(tǒng)的層次來(lái)看，如果多個(gè)線程能同時(shí)被多個(gè)CPU執(zhí)行，這樣就是并行盒齿。并發(fā)是多個(gè)線程被一個(gè)CPU按照某一算法切換執(zhí)行芳肌。
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