Java中的多线程相关概念理解


  

引言:

java中多线程涉及到的相关概念理解。包括程序,进程,线程,单核,多核,并行,并发等概念。

程序(program)

  是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码,静态对象。

进程(process)

  是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期

  • 如:运行中的QQ,运行中的MP3播放器
  • 程序是静态的,进程是动态的
  • 进程作为资源分配的单位,系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域

线程(thread)

  进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径。

  • 若一个进程同一时间并行执行多个线程,就是支持多线程的
  • 线程作为调度和执行的单位,每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc),线程切换的开销小
  • 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间。它们从同一堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。
  • 每个线程,拥有自己独立的:栈、程序计数器
  • 多个线程,共享同一个进程中的结构:堆、方法区
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java中线程的分类

  1. 守护线程
  2. 用户线程
    • 它们在几乎每个方面都是相同的,唯一的区别是判断JVM核实离开。
    • 守护线程是用来服务用户线程的,通过在start()方法前调用thread.setDaemon(true)可以把一个用户线程变成一个守护线程。
    • Java垃圾回收就是一个典型的守护线程
    • 若JVM中都是守护线程,当前JVM将退出

单核CPU和多核CPU的理解

  单核CPU,其实是一种假的多线程,因为在一个时间单元内,也只能执行一个线程的任务。例如:虽然有多车道,但是收费站只有一个工作人员在收费,只有收了费才能通过,那么CPU就好比收费人员。如果有某个人不想交钱,那么收费人员可以把他“挂起”(晾着他,等他想通了,准备好了钱,再去收费)。但是因为CPU时间单元特别短,因此感觉不出来。
  一个Java应用程序java.exe,其实至少有三个线程:main主线程,gc垃圾回收线程,异常处理线程。当然如果发生异常,会影响主线程。

并行与并发

并行

多个CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事。

并发

一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如:秒杀、多个人做同一件事。

多线程程序的优点

  1. 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义,可增强用户体验。
  2. 提高计算机系统CPU的利用率
  3. 改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程,独立运行,利于理解和修改

何时需要多线程

  • 程序需要同时执行两个或多个任务。
  • 程序需要实现一些需要等待的任务时,如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。
  • 需要一些后台运行的程序时。

文章作者: YangChongZhi
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