多线程基础

 多线程基础

进程和线程

1. 什么是进程

所谓进程（process）就是一块包含了某些资源的内存区域。操作系统利用进程把它的工作划分为一些功能单元。进程中所包含的一个或多个执行单元称为线程（thread）。

进程还拥有一个私有的虚拟地址空间，该空间仅能被它所包含的线程访问。线程只能归属于一个进程并且它只能访问该进程所拥有的资源。当操作系统创建一个进程后，

该进程会自动申请一个名为主线程或首要线程的线程。操作系统中有若干个线程在"同时"运行。通常，操作系统上运行的每一个应用程序都运行在一个进程中，例如:QQ,IE等等。
注:进程并不是真正意义上的同时运行，而是并发运行。后面我们会具体说明。

2. 什么是线程

一个线程是进程的一个顺序执行流。同类的多个线程共享一块内存空间和一组系统资源，线程本身有一个供程序执行时的堆栈。线程在切换时负荷小，因此，线程也被称为轻负荷进程。

一个进程中可以包含多个线程。

3. 进程与线程的区别

一个进程至少有一个线程。线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。
线程在执行过程中与进程的区别在于每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用来实现进程的调度和管理以及资源分配。
4. 线程使用的场合

线程通常用于在一个程序中需要同时完成多个任务的情况。我们可以将每个任务定义为一个线程，使他们得以一同工作。
例如我们在玩某个游戏时，这个游戏由操作系统运行，所以其运行在一个独立的进程中，而在游戏中我们会听到某些背景音乐，某个角色在移动，出现某些绚丽的动画效果等，这些在游戏中都是同时发生的，但实际上，播放音乐是在一个线程中独立完成的，移动某个角色，播放某些特效也都是在独立的线程中完成的。这些事情我们无法在单一线程中完成。
也可以用于在单一线程中可以完成，但是使用多线程可以更快的情况。比如下载文件。
比如迅雷，我们尝尝会开到它会打开很多个节点来同时下载一个文件。

5. 并发原理

通过上面知识我们知道进程与线程都是并发运行的，那么什么是并发呢?
多个线程或进程”同时”运行只是我们感官上的一种表现。事实上进程和线程是并发运行的，OS的线程调度机制将时间划分为很多时间片段（时间片），尽可能均匀分配给正在运行的程序，获取CPU时间片的线程或进程得以被执行，其他则等待。而CPU则在这些进程或线程上来回切换运行。微观上所有进程和线程是走走停停的，宏观上都在运行，这种都运行的现象叫并发，但是不是绝对意义上的“同时发生。
注1:之所以这样做是因为CPU只有一个，同一时间只能做一件事情。但随着计算机的发展，出现了多核心CPU，例如两核心的CPU可以实现真正意义上的2线程同时运行，但因为CPU的时间片段分配给那个进程或线程是由线程调度决定，所以不一定两个线程是属于同一个进程的，无论如何我们只需要知道线程或进程是并发运行即可。
注2:线程调度机制是OS提供的一个用于并发处理的程序。java虚拟机自身也提供了线程调度机制，用于减轻OS切换线程带来的更多负担。
6. 线程状态

对于程序而言，我们实际上关心的是线程而非进程。通过上面学习的只是，我们了解了什么是线程以及并发的相关知识。那么我们来看看线程在其生命周期中的各个状态:
　　　　　　　　　　　　

New：当我们创建一个线程时，该线程并没有纳入线程调度，其处于一个new状态。
Runnable:当调用线程的start方法后，该线程纳入线程调度的控制，其处于一个可运行状态，等待分配时间片段以并发运行。
Running:当该线程被分配到了时间片段后其被CPU运行，这是该线程处于running状态。
Blocked:当线程在运行过程中可能会出现阻塞现象，比如等待用户输入信息等。但阻塞状态不是百分百出现的，具体要看代码中是否有相关需求。
Dead:当线程的任务全部运行完毕，或在运行过程中抛出了一个未捕获的异常，那么线程结束，等待GC回收