java多线程并发与并行

并发：在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行

并行：一组程序按独立异步的速度执行，无论从微观还是宏观，程序都是一起执行的。

对比：并发是指:在同一个时间段内，两个或多个程序执行，有时间上的重叠(宏观上是同时,微观上仍是顺序执行)

进程与线程

进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础

线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

java的线程java多线程机制

多线程是指一个应用程序同时存在几个执行体，按照几条不同的执行线索共同工作的情况。java多线程机制，它使得编程人员可以很方便地开发出具有多线程功能、能同时处理多个任务的强大应用程序。java内置对多线程的支持，java虚拟机可以快速地从一个线程切换到另一个线程。这些线程的轮流执行使得每个线程都有机会使用cpu资源。

java的主线程

每个java程序都含有一个线程，那就是主线程（main线程）。Java应用程序都是从主类main方法执行的，当jvm加载代码，发现卖弄方法之后，就会启动一个线程，这个线程就是主线程，负责执行main方法。如果在主线程里面创建其他线程，就会在主线程和其他线程来回切换，直到其他所有线程结束才会结束主线程。

线程的生命周期运行

线程创建之后只占有了内存资源，在JVM管理的线程中并没有刚刚创建的这个线程，只有这个线程调用start（）方法后，JVM才知道有一个新线程进入队列等待cpu调用。中断原因（4种）jVM把cpu资源切换给其他线程。线程使用cpu期间，执行了sleep(int millsecond)方法，使当前线程进入休眠状态，调用该方法之后会立即让出cpu，经过参数millsecond指定的毫秒后，重新加入队列等待cpu。

-使用cpu期间，执行了wait()方法，使得当前进程进入等待状态，这个等待个sleep()不同，这个等待需要其他线程调用notify()方法唤醒该线程，此线程才会重新进入队列，等待cpu。

线程使用cpu期间，执行了某个操作进入阻塞状态，例如（读、写、打印等），只有这些造成阻塞的原因完成，这个线程才会进入队列，等待cpu。创建线程（3种）继承Thread类实现线程创建一种是创建一个类继承Thread类，这种继承可以重复使用！一种是直接使用匿名内部类继承，这种类型只能使用一次，每次使用都要重新创建不论哪种都需要重写run()方法，并且在定义之后调用start()方法，把这个线程调入线程队列等待调用。

下面我们使用匿名内部类创建一个打印100以内的奇数线程，使用类继承Thread类打印100内的偶数线程。

package hello;public class Hello {    public static void main(String[] args) {        Thread1 thread1 = new Thread1();        Thread thread = new Thread() {            @Override            public void run() {                for (int i = 0; i < 100; i++) {                    if (i % 2 == 1) {                    //打印线程名，线程名是从0开始的                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);                    }                }            }        };        thread1.start();        thread.start();    }}class Thread1 extends Thread{    @Override    public void run() {        super.run();        for(int i=0;i<100;i++){            if (i%2==0){                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);            }        }    }}

方法说明

start()启动当前线程；调用当前线程的run()方法

run()：需要重写Thread类中的此方法，将创建线程需要执行的操作声明在此方法中

currentThread()：返回执行当前代码的线程

getName()：获取当前线程的名字

setName(String name)：设置当前线程的名字

yield()：释放当前CPU的执行权

join()：在线程a中调用线程b的join()，此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完之后，线程a在结束阻塞状态

sleep(int millitime)：让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前进程是阻塞状态

isAlive()：判断当前线程是否存活（线程执行完之前都是存活的）

实现Runnable接口我们还是创建两个线程，一个打印奇数，一个打印偶数，但是有一个线程每次调用会睡眠（阻塞）10ms。使用实现接口Runnable方法，必须重写run()方法。

package hello;public class Hello {    public static void main(String[] args) {        Thread thread = new Thread(new MyThread1());        /*        Thread thread = new Thread(new MyThread1());        就相当于 ,就是创建实现类的对象，再把这个对象用Thread()构造器的方法创建        MyThread1 myThread1 = new MyThread1();        Thread thread = new Thread(myThread1);         */        Thread thread1 = new Thread(new MyThread2());        thread.start();        thread1.start();    }}class MyThread1 implements Runnable{    @Override    public void run() {        for(int i=0;i<100;i++) {            if (i % 2 == 1) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);                try {                    Thread.sleep(10);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }    }}class MyThread2 implements Runnable{    @Override    public void run() {        for(int i=0;i<100;i++) {            if (i % 2 == 0) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);            }        }    }}

开发中，优先选择实现Runnable接口的方式创建线程

原因：

实现Runnable接口的方式没有类的单继承性的局限性（一个类只能继承一个父类，继承了Thread类就不能在继承其他类了）

实现Runnable接口的方式更适合来处理多个线程之间有共享数据的情况

实现Callable接口

Runnable接口是没有返回值的 Callable有返回值，可以抛出异常

Thread类并不接受Callable对象。可以使用FutureTask类实现Runnable接口和Future接口

Future就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。

Java的类是单继承的设计，如果采用继承Thread的方式实现多线程，则不能继承其他的类，采用接口能够更好的实现数据共享

FutureTask有两个构造函数，一个以Callable为参数，另外一个以Runnable为参数。

我理解的就是通过FutureTask把Callable变成通过Runnable接口创建的，因为FutureTask继承了Runnable接口。主要原因是Thread类不接受Callable创建，但是接受Runnable创建的线程。

package hello;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.FutureTask;public class Hello {    public static void main(String[] args) throws Exception {        MyThread1 myThread1 = new MyThread1();        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new MyThread1());        new Thread(futureTask).start();//开启线程        System.out.println(futureTask.get());//获取返回值    }}class  MyThread1 implements Callable<Integer> {    @Override    public Integer call() throws Exception {        int count = 0;        for (int i = 1;i<100;i++){            if (i%3==0){                count++;            }        }        return count;    }}

线程池的执行过程

实例

package hello;import java.util.concurrent.*;public class Hello {    public static void main(String[] args) throws Exception {        //创建线程池        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 5, TimeUnit.MILLISECONDS,                new ArrayBlockingQueue<>(2),                new ThreadFactory() {                    @Override                    public Thread newThread(Runnable r) {                        Thread thread = new Thread(r);                        thread.setName("myThread");                        return thread;                    }                },                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());        //threadPoolExecutor.submit();        threadPoolExecutor.execute(new MyThread());//提交任务        threadPoolExecutor.shutdown();//关闭线程池    }}class MyThread implements Runnable{    @Override    public void run() {        for (int i=0;i<10;i++){            System.out.println(i);        }    }}