線程與線程池

什么是線程,

提到線程就要說(shuō)一下進(jìn)程,

進(jìn)程: 進(jìn)程就是正在執(zhí)行的程序,(任務(wù)管理器)

線程: 是程序執(zhí)行的一條路徑,一個(gè)進(jìn)程中可以包含多條進(jìn)程,

舉個(gè)例子,你打開你的微信,這叫打開了一個(gè)進(jìn)程,你在微信里跟微信好友視頻聊天就是開啟了一個(gè)線程,

兩者之間的關(guān)系****一個(gè)進(jìn)程中至少有一個(gè)線程,當(dāng)然也可以有多條線程

一條線程一定會(huì)在進(jìn)程里面

一、說(shuō)說(shuō)概念

1、進(jìn)程（process）

狹義定義：進(jìn)程就是一段程序的執(zhí)行過(guò)程。

廣義定義：進(jìn)程是一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng)。

它是操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)執(zhí)行的基本單元，在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程既是基本的分配單元，也是基本的執(zhí)行單元。

簡(jiǎn)單的來(lái)講進(jìn)程的概念主要有兩點(diǎn)：第一，進(jìn)程是一個(gè)實(shí)體。每一個(gè)進(jìn)程都有它自己的地址空間，一般情況下，包括文本區(qū)域（text region）、數(shù)據(jù)區(qū)域（data region）和堆棧（stack region）。

文本區(qū)域存儲(chǔ)處理器執(zhí)行的代碼；數(shù)據(jù)區(qū)域存儲(chǔ)變量和進(jìn)程執(zhí)行期間使用的動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存；堆棧區(qū)域存儲(chǔ)著活動(dòng)過(guò)程調(diào)用的指令和本地變量。

第二，進(jìn)程是一個(gè)“執(zhí)行中的程序”。程序是一個(gè)沒(méi)有生命的實(shí)體，只有處理器賦予程序生命時(shí)，它才能成為一個(gè)活動(dòng)的實(shí)體，我們稱其為進(jìn)程。

進(jìn)程狀態(tài)：進(jìn)程有三個(gè)狀態(tài)，就緒、運(yùn)行和阻塞。就緒狀態(tài)其實(shí)就是獲取了出cpu外的所有資源，只要處理器分配資源就可以馬上執(zhí)行。

就緒狀態(tài)有排隊(duì)序列什么的，排隊(duì)原則不再贅述。運(yùn)行態(tài)就是獲得了處理器分配的資源，程序開始執(zhí)行。

阻塞態(tài)，當(dāng)程序條件不夠時(shí)候，需要等待條件滿足時(shí)候才能執(zhí)行，如等待i/o操作時(shí)候，此刻的狀態(tài)就叫阻塞態(tài)。

2、程序

說(shuō)起進(jìn)程，就不得不說(shuō)下程序。先看定義：程序是指令和數(shù)據(jù)的有序集合，其本身沒(méi)有任何運(yùn)行的含義，是一個(gè)靜態(tài)的概念。

而進(jìn)程則是在處理機(jī)上的一次執(zhí)行過(guò)程，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。這個(gè)不難理解，其實(shí)進(jìn)程是包含程序的，進(jìn)程的執(zhí)行離不開程序，進(jìn)程中的文本區(qū)域就是代碼區(qū)，也就是程序。

3、線程

通常在一個(gè)進(jìn)程中可以包含若干個(gè)線程，當(dāng)然一個(gè)進(jìn)程中至少有一個(gè)線程，不然沒(méi)有存在的意義。

線程可以利用進(jìn)程所擁有的資源，在引入線程的操作系統(tǒng)中，通常都是把進(jìn)程作為分配資源的基本單位，而把線程作為獨(dú)立運(yùn)行和獨(dú)立調(diào)度的基本單位，

由于線程比進(jìn)程更小，基本上不擁有系統(tǒng)資源，故對(duì)它的調(diào)度所付出的開銷就會(huì)小得多，能更高效的提高系統(tǒng)多個(gè)程序間并發(fā)執(zhí)行的程度。

4、多線程

在一個(gè)程序中，這些獨(dú)立運(yùn)行的程序片段叫作“線程”（Thread），利用它編程的概念就叫作“多線程處理”。

多線程是為了同步完成多項(xiàng)任務(wù)，不是為了提高運(yùn)行效率，而是為了提高資源使用效率來(lái)提高系統(tǒng)的效率。線程是在同一時(shí)間需要完成多項(xiàng)任務(wù)的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)的。

最簡(jiǎn)單的比喻多線程就像火車的每一節(jié)車廂，而進(jìn)程則是火車。車廂離開火車是無(wú)法跑動(dòng)的，同理火車也不可能只有一節(jié)車廂。多線程的出現(xiàn)就是為了提高效率。

二、說(shuō)說(shuō)區(qū)別

1、進(jìn)程與線程的區(qū)別：

進(jìn)程和線程的主要差別在于它們是不同的操作系統(tǒng)資源管理方式。進(jìn)程有獨(dú)立的地址空間，一個(gè)進(jìn)程崩潰后，在保護(hù)模式下不會(huì)對(duì)其它進(jìn)程產(chǎn)生影響，

而線程只是一個(gè)進(jìn)程中的不同執(zhí)行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量，但線程之間沒(méi)有單獨(dú)的地址空間，一個(gè)線程死掉就等于整個(gè)進(jìn)程死掉，

所以多進(jìn)程的程序要比多線程的程序健壯，但在進(jìn)程切換時(shí)，耗費(fèi)資源較大，效率要差一些。但對(duì)于一些要求同時(shí)進(jìn)行并且又要共享某些變量的并發(fā)操作，只能用線程，不能用進(jìn)程。

1) 簡(jiǎn)而言之,一個(gè)程序至少有一個(gè)進(jìn)程,一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線程.

2) 線程的劃分尺度小于進(jìn)程，使得多線程程序的并發(fā)性高。

3) 另外，進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中擁有獨(dú)立的內(nèi)存單元，而多個(gè)線程共享內(nèi)存，從而極大地提高了程序的運(yùn)行效率。

4) 線程在執(zhí)行過(guò)程中與進(jìn)程還是有區(qū)別的。每個(gè)獨(dú)立的線程有一個(gè)程序運(yùn)行的入口、順序執(zhí)行序列和程序的出口。

但是線程不能夠獨(dú)立執(zhí)行，必須依存在應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序提供多個(gè)線程執(zhí)行控制。

5) 從邏輯角度來(lái)看，多線程的意義在于一個(gè)應(yīng)用程序中，有多個(gè)執(zhí)行部分可以同時(shí)執(zhí)行。

但操作系統(tǒng)并沒(méi)有將多個(gè)線程看做多個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用，來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的調(diào)度和管理以及資源分配。這就是進(jìn)程和線程的重要區(qū)別。

線程的5種狀態(tài):

新生狀態(tài)（New）****： 當(dāng)一個(gè)線程的實(shí)例被創(chuàng)建（new）后，此時(shí)該線程處于新生(new)狀態(tài)，處于新生狀態(tài)的線程有自己的內(nèi)存空間，但該線程并沒(méi)有運(yùn)行，此時(shí)線程還不是活著的（not alive）。****就緒狀態(tài)（Runnable）****： 通過(guò)調(diào)用線程實(shí)例的start()方法來(lái)啟動(dòng)線程使線程進(jìn)入就緒狀態(tài)(runnable)；處于就緒狀態(tài)的線程已經(jīng)具備了運(yùn)行條件，在系統(tǒng)為其分配CPU之后才會(huì)執(zhí)行；若線程未被分配到CPU的話不會(huì)執(zhí)行，就緒狀態(tài)并不是運(yùn)行狀態(tài)；此時(shí)線程是活著的（alive）。****運(yùn)行狀態(tài)（Running）****： 一旦獲取CPU(被JVM選中)，線程就進(jìn)入運(yùn)行(running)狀態(tài)，線程的run()方法才開始被執(zhí)行；在運(yùn)行狀態(tài)的線程會(huì)執(zhí)行自己的run()方法中的操作，直到調(diào)用其他的方法而終止、或者等待某種資源而阻塞、或者完成任務(wù)而死亡；如果在給定的時(shí)間片內(nèi)沒(méi)有執(zhí)行結(jié)束，就會(huì)被系統(tǒng)給換下來(lái)回到線程的等待狀態(tài)；此時(shí)線程是活著的（alive）；****阻塞狀態(tài)（Blocked）****：通過(guò)調(diào)用join()、sleep()、wait()或者資源被占用使線程處于阻塞(blocked)狀態(tài)；處于Blocking狀態(tài)的線程仍然是活著的（alive）****死亡狀態(tài)（Dead）****：當(dāng)一個(gè)線程的run()方法運(yùn)行完畢或被中斷或被異常退出，該線程到達(dá)死亡(dead)狀態(tài)。此時(shí)可能仍然存在一個(gè)該Thread的實(shí)例對(duì)象，但該Thread已經(jīng)不可能在被作為一個(gè)可被獨(dú)立執(zhí)行的線程對(duì)待了，線程的獨(dú)立的call stack已經(jīng)被dissolved。一旦某一線程進(jìn)入Dead狀態(tài)，他就再也不能進(jìn)入一個(gè)獨(dú)立線程的生命周期了。對(duì)于一個(gè)處于Dead狀態(tài)的線程調(diào)用start()方法，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)運(yùn)行期(runtime exception)的異常；處于Dead狀態(tài)的線程不是活著的（not alive）。

創(chuàng)建線程的三種方式

第一種:

1定義一個(gè)類繼承Thread,并重寫Run方法

2將要執(zhí)行的代碼寫到Run方法中,

3創(chuàng)建這個(gè)類的實(shí)例,得到對(duì)象調(diào)用start方法,開始這個(gè)條線程

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第二種:

1、定義一個(gè)類MyRunnable實(shí)現(xiàn)Runnable接口，并重寫run方法。****2、將要執(zhí)行的代碼寫在run方法中。****3、創(chuàng)建Thread對(duì)象, 傳入MyRunnable的實(shí)例，并調(diào)用start()方法開啟線程。

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第三種:

1、自定義一個(gè)類 MyCallable 實(shí)現(xiàn) Callable 接口，并重寫call()方法****2、將要執(zhí)行的代碼寫在call()方法中****3、創(chuàng)建線程池對(duì)象，調(diào)用submit()方法執(zhí)行MyCallable任務(wù)，并返回Future對(duì)象****4、調(diào)用Future對(duì)象的get()方法獲取call()方法執(zhí)行完后的值

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創(chuàng)建線程的三種方式對(duì)比

一、繼承 Thread 類與實(shí)現(xiàn) Runnable 接口的區(qū)別

我們都知道****java****支持單繼承，多實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn) Runnable 接口還可以繼承其他類，而使用繼承 Thread 就不能繼承其他類了。所以當(dāng)你想創(chuàng)建一個(gè)線程又希望繼承其他類的時(shí)候就該選擇實(shí)現(xiàn) Runnable 接口的方式。

二、實(shí)現(xiàn) Callable 接口與 Runnable 接口的區(qū)別

Callable 執(zhí)行的方法是 call() ，而 Runnable 執(zhí)行的方法是 run()。****call() 方法有返回值還能拋出異常， run() 方法則沒(méi)有沒(méi)有返回值，也不能拋出異常。

多線程

一個(gè)進(jìn)程中有N個(gè)線程,

多線程的優(yōu)點(diǎn),為什么要實(shí)現(xiàn)多線程

1、提高CPU的使用率****例如朋友圈發(fā)表圖片，當(dāng)你上傳9張圖片的時(shí)候，如果開啟一個(gè)線程用同步的方式一張張上傳圖片，假設(shè)每次上傳圖片的線程只占用了CPU 1%的資源，剩下的99%資源就浪費(fèi)了。但是如果你開啟9個(gè)線程同時(shí)上傳圖片，CPU就可以使用9%的資源了。****2、提高程序的工作效率****還是拿朋友圈發(fā)表圖片來(lái)說(shuō)，假設(shè)開啟一個(gè)線程上傳一張圖片的時(shí)間是1秒，那么同步的方式上傳9張就需要9秒，但是你開啟9個(gè)線程同時(shí)上傳圖片，那么就只需要1秒就完成了。

缺點(diǎn) 會(huì)影響CPU的性能,因?yàn)镃PU需要在線程之間來(lái)回切換,還會(huì)出現(xiàn)線程安全的問(wèn)題(死鎖)

多線程中的并行與并發(fā)

概念:

并行：多個(gè)處理器或者多核處理器同時(shí)執(zhí)行多個(gè)不同的任務(wù)。****一臺(tái)手機(jī)上開了好幾個(gè)App,這是并行****并發(fā)：一個(gè)處理器處理多個(gè)任務(wù)。

比如 雙十一,6.18,下單

為什么多線程會(huì)出現(xiàn)線程安全的問(wèn)題:

原因是有多個(gè)線程在操作共享的數(shù)據(jù)。即一個(gè)線程在操作共享數(shù)據(jù)的過(guò)程中CPU切換到其他線程又對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，這就是所謂的多線程并發(fā)。

解決辦法:

把操作數(shù)據(jù)的那段代碼用****synchronized 進(jìn)行同步, 這樣就能保證在同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程能夠訪問(wèn)。

線程池

什么是線程池,為什么要有線程池,他有什么優(yōu)點(diǎn)

為了提高工作效率,提高CPU的使用率,我們有的時(shí)候會(huì)創(chuàng)建多個(gè)線程去完成任務(wù),但是線程

的創(chuàng)建和銷毀是非常消耗CPU和內(nèi)存的,因?yàn)樗婕暗脚c操作系統(tǒng)的交互,這樣性價(jià)比太低,

導(dǎo)致創(chuàng)建與銷毀線程的消耗比你實(shí)際要完成的業(yè)務(wù)還大,那么就出現(xiàn)了線程池,在線程池中

的線程每一條線程結(jié)束后,并不會(huì)被銷毀,而是回到線程池中成為空閑等待狀態(tài),等到下一個(gè)

對(duì)象來(lái)使用,

所以一句話總結(jié)線程池,他減少了創(chuàng)建和銷毀線程帶來(lái)的性能開銷,還可以控制最大并發(fā)線程的數(shù)量,避免出現(xiàn)對(duì)內(nèi)存的過(guò)多消耗

線程池是存在于內(nèi)存的堆中

主要了解一下****java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor****(思瑞得,撲哦,伊克塞Q他)****類,是線程池中最核心的一個(gè)類,

CorePoolSize 線程池的核心線程數(shù)

默認(rèn)情況下，核心線程數(shù)會(huì)在線程中一直存活，即使它們處于閑置狀態(tài)。

maximumPoolSize 線程池所能容納的最大線程數(shù)。

當(dāng)活動(dòng)線程數(shù)達(dá)到這個(gè)數(shù)值后，后續(xù)的新任務(wù)將會(huì)被阻塞。

keepAliveTime 非核心線程閑置時(shí)的超時(shí)時(shí)長(zhǎng)，超過(guò)這個(gè)時(shí)長(zhǎng)，非核心線程就會(huì)被回收，當(dāng)ThreadPoolExector的allowCoreThreadTimeOut屬性設(shè)置為True時(shí)，keepAliveTime同樣會(huì)作用于核心線程。

unit 用于指定keepAliveTime參數(shù)的時(shí)間單位，這是一個(gè)枚舉，常用的有TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS(秒)以及TimeUnit.MINUTES(分鐘)等。

TimeUnit.NANOSECONDS 納秒

TimeUnit.MICROSECONDS 微秒

TimeUnit.MILLISECONDS 毫秒

TimeUnit.SECONDS 秒

TimeUnit.MINUTES 分鐘

TimeUnit.HOURS 小時(shí)

TimeUnit.DAYS 天

workQueue 線程池中的任務(wù)隊(duì)列，通過(guò)線程池execute方法提交的Runnable對(duì)象會(huì)存儲(chǔ)在這個(gè)參數(shù)中。

這個(gè)任務(wù)隊(duì)列是BlockQueue類型，屬于阻塞隊(duì)列，就是當(dāng)隊(duì)列為空的時(shí)候，此時(shí)取出任務(wù)的操作會(huì)被阻塞，等待任務(wù)加入隊(duì)列中不為空的時(shí)候，才能進(jìn)行取出操作，而在滿隊(duì)列的時(shí)候，添加操作同樣被阻塞。

核心方法:

execute() 執(zhí)行

submit() 提交

shutdown()

shutdownNow() 關(guān)閉

線程和進(jìn)程區(qū)別、如何進(jìn)行進(jìn)程間通信

首先我闡述以下我所理解的進(jìn)程和線程。

進(jìn)程（Processes）是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的獨(dú)立單元。

線程是 cpu 調(diào)度的基本單元。

我所理解的進(jìn)程和線程的區(qū)別是這樣的。

a) 進(jìn)程中可以創(chuàng)建多個(gè)線程，進(jìn)程是系統(tǒng)資源分配的單位，線程是 cpu 調(diào)度的單位。

b) 進(jìn)程之間不能共享資源，而線程共享所在進(jìn)程的地址空間和其它資源。同時(shí)線程還有自

己的棧和棧指針，程序計(jì)數(shù)器等寄存器。

c) 進(jìn)程有自己獨(dú)立的地址空間，而線程沒(méi)有，線程必須依賴于線程而存在。

d) 進(jìn)程切換的開銷較大，線程相對(duì)較小。

比如當(dāng)我們的在 Android 系統(tǒng)中啟動(dòng)一個(gè)應(yīng)用程序，這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)就給這個(gè)應(yīng)用啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)

程，同時(shí)再創(chuàng)建一個(gè)主線程。默認(rèn)情況下同一個(gè)應(yīng)用程序的所有組件都在同一進(jìn)程的主線程

中運(yùn)行。如果你需要設(shè)置某個(gè)組件需要再特定的進(jìn)程中執(zhí)行，可以再 manifest 清單文件中

設(shè)置。像 activity,service,receiver 和 provider 都有 android:process 屬性，就是用來(lái)指定該組件

運(yùn)行在哪個(gè)進(jìn)程中。系統(tǒng)不會(huì)為每個(gè)組件創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的線程，運(yùn)行在同一進(jìn)程中的所有組

件，都在該進(jìn)程的 UI 線程也就是主線程中實(shí)例化，系統(tǒng)從 UI 線程發(fā)出對(duì)每個(gè)組件的調(diào)用。

Android 的 UI toolkit 不是線程安全的，因此不能從工作線程操作你的 UI，你必須從 UI 線程

對(duì)用戶界面操作，UI 線程是單線程模型，所以我們不要阻塞 UI 線程，不要在 UI 線程中執(zhí)行

耗時(shí)操作，不要在非 UI 線程中操作 UI 控件。

我所了解的線程和線程之間的通信有這樣幾種方法：

a) 在 runOnUiThread 方法中調(diào)用 UI 控件的刷新。

b) 用 View.post 方法調(diào)用 UI 控件的刷新。

c) 使用 View.postDelayed 方法調(diào)用 UI 控件的刷新。

d) AsyncTask 實(shí)現(xiàn)異步處理，在 doInBackground 方法中執(zhí)行耗時(shí)操作，在 onPostExecute

中刷新 UI。

e) Handler 實(shí)現(xiàn)線程通信。

f) 第三方插件 EventBus 可以幫我們實(shí)現(xiàn)線程通信。

線程和線程通信我們需要考慮線程安全。一般我們會(huì)采用 synchronization，wait,sleep。

比 如 在 多 線 程 使 用 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 的 時(shí) 候 ， 我 們 一 般 可 以 選 擇 線 程 安 全 的 ，

LinkedList,ConcurrentHashMap. 進(jìn)程和進(jìn)程間的通信方式可以分為：

a) Bundle/Intent 傳遞數(shù)據(jù)。

b) 文件共享。

c) Messenger。

d) AIDL 接口編程。

e) ContentProvider。

f) Socket。