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并发编程---线程与进程

news 来源：原创 2024/9/28 0:48:53

业务场景：小明去理发店理发。

小明去理发店理发，完成理发需要吹，剪，洗、理的过程。由这个场景我们引用进程和线程这两个

概念。

一.进程

1.什么是进程

进程是具有独立功能的程序关于某个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独立单位。进程是可与其他程序并发执行的程序，在一个数据集合上的运行过程。它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

大家打开windows的任务管理器就可以看到，系统运行的进程。

2.进程的几个概念

2.1 结构性

为了控制和管理进程，系统为每个进程设立一个**进程控制块\－ PCB。

每个进程拥有一个控制块（PCB），这是进程存在的依据，用于描述和记录进程的动态变化过程，并使之能正确运行。

2.2 动态性

进程的实质是程序的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的，进程在其生命周期内，在三种基本状态(产生、执行、消亡)之间转换。

进程是程序在处理机上的一次动态执行过程。它因创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，最后因撤销而消亡。

2.3 异步性

由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进。

系统中的各进程以独立的、不可预知的速度向前推进。

2.4 并发性

任何进程都可以同其他进程一起向前推进。

多个进程实体可以同时存在于内存中，在一段时间内都得到运行，它们在执行时间上是重叠的。

2.5 独立性

进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位。

进程是能独立运行的基本单位，也是系统进行资源分配和调度的独立单位。

二.线程

我们把理发这个进程分解为几个子任务(线程)如下：

1.线程的定义

1.1 线程是程序执行的**最小单位\，而进程是操作系统分配资源的最小单位；

1.2 一个进程由一个或多个线程组成，线程是一个进程中代码的**不同执行路线\；

1.3 进程之间相互独立，但同一进程下的**各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段，数据集，堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号等)，某进程内的线程在其他进程不可见；

1.4 调度和切换：线程上下文切换比进程**上下文切换要快得多\；

2.线程和进程的区别

3.线程的切换方式

三.线程的生命周期

1.线程创建

1.1 继承Thread类

public class ThreadDemo extends Thread{public ThreadDemo(String name){setName(name);}public void run(){for (int i = 1;i <= 100;i++){System.out.println(getName() + ":" + i);if (i==5) throw new RuntimeException("死亡");}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new ThreadDemo("A");Thread t2 = new ThreadDemo("B");t2.start();//readyt1.start();//ready
//        Thread.sleep(100);
//        System.out.println("main");}
}

1.2 实现Runnable接口

/*** 实现Runnable接口*/
public class ThreadDemo02 implements Runnable{private String name;public ThreadDemo02(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0;i < 10;i++){System.out.println(this.name + "---" + i);}}public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(new ThreadDemo02("A"));Thread t2 = new Thread(new ThreadDemo02("B"));t2.start();t1.start();}
}

1.3 实现Callable接口

public class ThreadDemo01 implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;for (int i = 1; i < 1000; i++) {sum += i;}return sum;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {FutureTask<Integer> ft =new FutureTask<Integer>(new ThreadDemo01());ft.run();System.*out\*.println("s:" + ft.get());}
}

2.线程就绪

Thread t = new Thread( );
t.start( ); //启动线程(线程就绪)

3.线程运行

一旦CPU分配了运行时间，就调用线程的run( )方法。

4.线程阻塞

线程阻塞可以分为以下几种类型：

1‌‌.等待阻塞‌：线程调用wait()方法，进入等待状态，等待其他线程的通知或者中断。
‌‌2.同步阻塞‌：线程在获取对象锁时，如果该锁被其他线程占用，则进入同步阻塞状态。
‌‌3.睡眠阻塞‌：线程调用sleep()方法，进入睡眠状态，等待一定时间后自动唤醒。
‌‌4.IO阻塞‌：线程在执行IO操作时，如果IO操作没有完成，则进入IO阻塞状态。
‌5.其他阻塞‌：线程调用join()方法等待其他线程执行完毕，或者调用yield()方法主动让出CPU资源。

5.线程死亡

线程死亡是线程生命周期的一个重要阶段。线程在完成其任务后自动进入死亡状态。当一个线程完成其执行，或因未捕获的异常而退出时，该线程将进入死亡状态，此时线程的所有资源将被释放。

线程死亡的条件：
1.正常结束：线程执行完run()方法。
2.异常结束：在线程执行过程中出现未处理的异常。
3.被强制终止：其他线程调用stop()等方法。

四.守护线程与用户线程

1.用户线程User Thread（创建的线程）

不需要内核支持而在用户程序中实现的线程

用户线程指不需要内核支持而在用户程序中实现的线程，其不依赖于操作系统核心，应用进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。

2.守护线程Daemon Thread（守护最后一个用户线程才结束）

守护线程是指在程序运行的时候在后台提供一种通用服务的线程，比如垃圾回收线程就是一个很称职的守护者，并且这种线程并不属于程序中不可或缺的部分。因此，当所有的非守护线程结束时，程序也就终止了，同时会杀死进程中的所有守护线程。反过来说，只要任何非守护线程还在运行，程序就不会终止。

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;/*** 守护线程*/
public class ShouHuDemo {public static void main(String[] args) throws Exception{Thread t1 = new Thread(() -> {while (true){try {Date now = new Date();long s1 = now.getTime();SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yy-MM-dd hh:mm:ss");Date parse = sdf.parse("24-09-15 17:15:00");System.out.println(sdf.format(now));long s2 = parse.getTime();System.out.println("s1:" + s1 + "s2:" + s2);if (s1 == s2){System.out.println("到点了！！！");}Thread.sleep(1000);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}});Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 0;i < 100;i++){try {System.out.println("o" + i);Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});t1.setDaemon(true);t1.start();t2.start();}
}