并发编程的那些事

news2024/10/6 10:34:25

并发编程的目的是为了让程序运行得更快，但是，并不是启动更多的线程就能让程序最大限度的并发执行。在进行并发编程任务时，如果希望通过多线程执行任务让程序运行得更快，会面临非常多的挑战，比如上下文切换的问题，死锁的问题，以及受限于硬件和软件的资源限制问题。 -----Java并发编程的艺术作者

并发编程主要涉及的JDK 包：

二、线程和进程

2.1 什么是线程

现代操作系统在运行一个程序时，会为其创建一个进程。例如，启动一个Java程序，操作系统就会创建一个Java进程。现代操作系统调度的的最小单元是线程，也叫轻量级进程，在一个操作系统中可以创建多个线程，这些线程都拥有各自的计数器、堆栈和局部变量等属性，并且能够访问共享的内存变量。处理器在这些线程上高速切换，让使用者感觉到这些线程在同时执行。单核的CPU，也可以通过多个线程上下文切换，标记暂停的方式实现多线程。

2.2 进程

运行在电子设备上的一个程序，一个微信.exe 、钉钉.exe 都是进程，一个进程至少包含一个主线程。
Java 应用程序至少含有两个线程，main线程、GC 垃圾回收线程。

2.3 一个普通Java 程序包含哪些线程

/**
 * @Author : 真香
 * @Create : 2022-03-25-15:34
 * @Description : 使用JMX来查看普通的Java程序包含哪些线程
 */
public class MultiThread {

    public static void main(String[] args) {
        // 获取Java线程管理MXBean
        ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        // 不需要获取同步的monitor 和synchronizer信息,仅获取线程和线程堆栈信息
        ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false);
        for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
            System.out.println("线程Id=="+threadInfo.getThreadId()+"线程名称"+threadInfo.getThreadName());
        }
    }
}

输出结果如下： JDK版本不同可能内容有偏差，本文测试用的是Sun 公司JDK1.8.0_202

线程Id==6线程名称Monitor Ctrl-Break	    // IntelliJ IDEA 自带线程 	 
线程Id==5线程名称Attach Listener        //  命令请求接收线程 java -version等命令
线程Id==4线程名称Signal Dispatcher     //  分发处理发送给JVM信号的线程
线程Id==3线程名称Finalizer			//   调用对象finalize方法的线程
线程Id==2线程名称Reference Handler    //  清除Reference的线程
线程Id==1线程名称main        // 主线程

三、并发、并行

并发：多条线程操作同一个资源代码。
100张火车票6点开售，1W人，在六点同时抢100张票。在多线程场景下，如果不对资源进行加锁等保护，会出现多名旅客同时争抢到同一张车票情况。
并行：多个线程同时执行处理任务。
一个高铁站内，有1W乘客，高铁站准备了10趟列车，输送1W乘客。CPU多核，可以多个线程同时执行，最经典的Java解决方案是线程池。

四、线程的六个状态

在Thread类中有个内部枚举类State，描述了线程的六大状态

    public enum State {
        /**
         * 尚未启动的线程的线程状态。
         */
        NEW,

        /**
         * 可运行线程的线程状态。处于可运行状态的线程正在 Java 虚拟机中执行，但它可能正在等待来自操作系统的其他资源，
         * 例如处理器。
         */
        RUNNABLE,

        /**
         * 线程阻塞等待监视器锁的线程状态。处于阻塞状态的线程正在等待监视器锁进入同步块/方法或在调用Object.wait后重
         * 新进入同步块/方法。
         */
        BLOCKED,

        /**
         * 等待线程的线程状态。由于调用以下方法之一，线程处于等待状态：
		 * Object.wait没有超时
         * 没有超时的Thread.join
         * LockSupport.park
         * 处于等待状态的线程正在等待另一个线程执行特定操作。例如，一个对对象调用Object.wait()的线程正在等待另一个线程对该
         * 对象调用Object.notify()或Object.notifyAll() 。已调用Thread.join()的线程正在等待指定线程终止
         * 
         */
        WAITING,

        /**
         * 具有指定等待时间的等待线程的线程状态。由于以指定的正等待时间调用以下方法之一，线程处于定时等待状态：
         * Thread.sleep
         * Object.wait超时
         * Thread.join超时
         * LockSupport.parkNanos
         * LockSupport.parkUntil
         */
        TIMED_WAITING,

        /**
         * 已终止线程的线程状态。线程已完成执行。
         */
        TERMINATED;
    }