歡迎來到《并發(fā)王者課》，本文是該系列文章中的第2篇。

在前面的《兵分三路：如何創(chuàng)建多線程》文章中，我們已經(jīng)通過Thread和Runnable直觀地了解如何在Java中創(chuàng)建一個線程，相信你已經(jīng)有了一定的體感。在本篇文章中，我們將基于前面的示例代碼，對線程做些必要的說明，以幫助你從更基礎(chǔ)的層面認(rèn)知線程，并為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

一、從進(jìn)程認(rèn)知線程

在上世紀(jì)的80年代中期之前，進(jìn)程一直都是操作系統(tǒng)中擁有資源和獨立運行的基本單位?？墒牵S著計算機的發(fā)展，人們對操作系統(tǒng)的吞吐量要求越來越高，并且多處理器也逐漸發(fā)展起來，進(jìn)程作為基本的調(diào)度單位已經(jīng)越來越不合時宜，因為它太重了。

想想看，我們在創(chuàng)建進(jìn)程的時候，需要給它們創(chuàng)建PCB，并且還要分配需要的所有資源，如內(nèi)存空間、I/O設(shè)備等等。然而，在進(jìn)程切換時，系統(tǒng)還需要保留當(dāng)前進(jìn)程的CPU環(huán)境并設(shè)置新的進(jìn)程CPU環(huán)境，這些都是需要花費時間的。也就是說，在進(jìn)程的創(chuàng)建、切換以及銷毀的過程中，系統(tǒng)要花費巨大的時空開銷。如此，在一個操作系統(tǒng)中，就不能設(shè)置過多數(shù)量的進(jìn)程，并且還不能頻繁切換。顯然，這不符合時代的發(fā)展需要了。

因此，進(jìn)程切換的巨大開銷和多核CPU的發(fā)展，線程便順勢而生。

從概念上，線程可以理解為它是操作系統(tǒng)中獨立運行的基本單元，一個進(jìn)程可以擁有多個線程。并且，和進(jìn)程相比，線程擁有進(jìn)程很多相似屬性，因此線程有時候也被稱為輕量級進(jìn)程（Light-Weight Process）。

為什么線程相對輕量

在線程之前，系統(tǒng)切換任務(wù)時需要切換進(jìn)程，開銷巨大。然而，引入線程后，線程隸屬于進(jìn)程，進(jìn)程仍是資源的擁有者，線程只占據(jù)少量的資源。同時，線程的切換并不會導(dǎo)致進(jìn)程的切換，因此開銷較小。此外，進(jìn)程和線程都可以并發(fā)執(zhí)行，操作系統(tǒng)也因此獲得了更好的并發(fā)性，也能有效地提高系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)吞吐量。

二、Thread類-Java中的線程基礎(chǔ)

在本文的第一部分，我們從操作系統(tǒng)層面認(rèn)識了線程。而在Java中，我們則需要通過Thread類認(rèn)知線程，包括它的一些基本屬性和基本方法。Thread是Java多線程基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，請不要因為它簡單就忽略這部分的內(nèi)容。

下面的這幅圖概括展示了Thread類的核心屬性和方法：

1. Thread中如何構(gòu)造線程

Thread中共有9個公共構(gòu)造器，當(dāng)然我們不用掌握全部的構(gòu)造，熟悉其中幾個比較常用的即可：

• Thread()，這個構(gòu)造器會默認(rèn)生成一個Thread-+n的名字，n是由內(nèi)部方法nextThreadNum()生成的一個整型數(shù)字；
• Thread(String name)，在構(gòu)建線程時指定線程名，是一個很不錯的實踐；
• Thread(Runnable target)，傳入Runnable的實例，這個我們在上一篇文章中已經(jīng)展示過；
• Thread(Runnable target, String name)，在傳入Runnable實例時指定線程名。

2. Thread中的關(guān)鍵屬性

從init()方法理解Thread的構(gòu)造

雖然Thread有9個構(gòu)造函數(shù)，但最終都是通過下面的這個init()方法進(jìn)行構(gòu)造，所以了解了這個方法，就了解了Thread的構(gòu)造過程。

    /**
     * Initializes a Thread.
     *
     * @param g the Thread group
     * @param target the object whose run() method gets called
     * @param name the name of the new Thread
     * @param stackSize the desired stack size for the new thread, or
     *        zero to indicate that this parameter is to be ignored.
     * @param acc the AccessControlContext to inherit, or
     *            AccessController.getContext() if null
     * @param inheritThreadLocals if {@code true}, inherit initial values for
     *            inheritable thread-locals from the constructing thread
     */
    private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize, AccessControlContext acc,
                      boolean inheritThreadLocals)

init()方法幾十行的代碼，不過為了節(jié)省篇幅，我們此處只貼出了方法的簽名，具體的方法體內(nèi)容可以自行去看。在方法的簽名中，有幾個重要的參數(shù)：

• g：線程所屬的線程組。線程組是一組具有相似行為的線程集合；
• target：繼承Runnable的對象實例；
• name：線程的名字；

其他幾個參數(shù)通常不需要自定義，保持默認(rèn)即可。如果你翻看init()的方法體代碼，可以看到init()對下面幾個屬性做了初始化：

• name：線程的名字；
• group：線程所屬的線程組；
• daemon：是否為守護進(jìn)程；
• priority：線程的優(yōu)先級；
• tid：線程的ID；

關(guān)于名字

雖然Thread默認(rèn)會生成一個線程名，但為了方便日志輸出和問題排查，比較建議你在創(chuàng)建線程時自己手動設(shè)置名稱，比如anQiLaPlayer的線程名可以設(shè)置為Thread-anQiLa。

關(guān)于線程ID

和線程名一樣，每個線程都有自己的ID，如果你沒有指定的話，Thread會自動生成。確切地說，線程的ID是根據(jù)threadSeqNumber()對Thread的靜態(tài)變量threadSeqNumber進(jìn)行累加得到：

private static synchronized long nextThreadID() {
    return ++threadSeqNumber;
}

關(guān)于線程優(yōu)先級

在創(chuàng)建新的線程時，線程的優(yōu)先級默認(rèn)和當(dāng)前父線程的優(yōu)先級一致，當(dāng)然我們也可以通過setPriority(int newPriority)方法來設(shè)置。不過，在設(shè)置線程優(yōu)先級時需要注意兩點：

• Thread線程的優(yōu)先級設(shè)置是不可靠的：我們可以通過數(shù)字來指定線程調(diào)度時的優(yōu)先級，然而最終執(zhí)行時的調(diào)度順序?qū)⒂刹僮飨到y(tǒng)決定，因為Thread中的優(yōu)先級設(shè)置并不是和所有的操作系統(tǒng)一一對應(yīng)；
• 線程組的優(yōu)先級高于線程優(yōu)先級：每個線程都會有一個線程組，我們所設(shè)置的線程優(yōu)先級數(shù)字不能高于線程組的優(yōu)先級。如果高于，將會直接使用線程組的優(yōu)先級。

3. 線程中的關(guān)鍵方法

Thread中幾個重要的方法，如start()、join()、sleep()、yield()、interrupted()等，關(guān)于這幾種方法的用法，我們會在下一篇文章中結(jié)合線程的狀態(tài)進(jìn)行講解。需要注意的是，notify()、wait()等并不是Thread類的方法，它們是Object的方法。

三、多線程的應(yīng)用場景

通過前面的分析，我們已經(jīng)從操作系統(tǒng)層面和Java中認(rèn)知了線程。那么，什么樣的場景需要考慮使用多線程？

總的來說，當(dāng)你遇到以下兩類場景時，需要考慮多線程：

1. 異步

當(dāng)兩個獨立邏輯單元不需要同步順序完成時，可以通過多線程異步處理。

比如，用戶注冊后發(fā)送郵件消息。很顯然，注冊和發(fā)送消息是兩個獨立邏輯單元，在注冊完成后，我們可以另起線程完成消息的發(fā)送，從而實現(xiàn)邏輯解耦并縮短注冊單元的響應(yīng)時間。

2. 并發(fā)
現(xiàn)在的計算機基本都是多核處理器，在處理批量任務(wù)時，可以通過多線程提高處理速度。

比如，假設(shè)系統(tǒng)需要向100萬的用戶發(fā)送消息?？梢韵胂?，如果單線程處理不知道猴年馬月才能完成。而此時，我們便可以通過線程池創(chuàng)建多線程大幅提高效率。

注意，對于一些同學(xué)來說，你可能還沒有接觸過多線程的應(yīng)用場景。但是，請不要因為工作中的場景簡單或數(shù)據(jù)量較低就忽視多線程的應(yīng)用，多線程在你身邊的各類中間件和互聯(lián)網(wǎng)大廠中都有著極為廣泛的應(yīng)用。

應(yīng)用多線程時的風(fēng)險提示

雖然多線程有很多的好處，但仍然要根據(jù)場景客觀分析，對多線程不合理的使用會增加系統(tǒng)的安全風(fēng)險和維護風(fēng)險。所以，在使用多線程時，請務(wù)必確認(rèn)場景的合理性，以及它在你技術(shù)能力掌控之中。

以上就是文本的全部內(nèi)容，恭喜你又上了一顆星?

夫子的試煉

• 使用不同的構(gòu)造方式，編寫兩個線程并打印出線程的關(guān)鍵信息；
• 檢索資料，詳細(xì)比對進(jìn)程與線程的區(qū)別。

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