线程和线程池

线程和线程池

进程和线程：

进程：程序调度和内存资源分配的基本单位。

线程：cup调度和资源分派的基本单位。

一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。一个进程中可有多个线程，多个线程能够并发执行任务。

并发和并行：

Erlang 之父 Joe Armstrong 用一张图解释了并发与并行的区别

并发：两个队列交替使用一台咖啡机，并发是多个线程被（一个）cpu 轮流切换着执行。

并行：是两个队列同时使用两台咖啡机，并行是多个线程被两个或两个以上的cpu同时执行。所以只有在多核cpu中才能实现并行。

线程创建的方式：

1.继承Thread类，重写run()方法。

2.实现runnable或callable接口，重写run（）或call（）方法。

3.创建线程池

守护线程

为其他线程而服务的线程，不需要上层逻辑介入，例如虚拟机的gc线程。

​ 创建：在线程调用start（）方法前，调用setDaemon（true）；(必须在start之前调用，否则会抛出 IllegalThreadStateException异常)

​ 检查：调用isDaemon();

start（）方法和run（）方法：

start()方法是线程启调用的方法，而run()方法是线程执行的任务主体，正常的线程启动调用start()方法，线程就会执行里面的run（）方法。如果调用run（）方法，就是单纯的方法调用，并没有启动线程。

runnable()和callable（）的区别：

一般我们用runnable()来执行没有返回值的任务，runnable（）的返回值是void

用callable（）来执行带返回值的任务或者处理异常。我们用Future来配合callable（）使用,接收返回值和处理异常信息。

线程的状态：

创建、就绪、运行、阻塞和死亡

创建：线程已创建，还没有调用start()方法启动；

就绪：线程调用start()方法启动，但是cpu调度还未将此线程设置为当前线程。

运行：调度该线程将此线程设置为当前线程，执行run() 方法；

阻塞：线程暂停执行，通常wait()、sleep（）方法可以将线程阻塞；

死亡：线程执行完run（）方后，或者调用stop（）方法后进入死亡状态，对死亡状态的线程无法调用start（）方法启动。

wait(1000)与sleep(1000)的区别

sleep（）是Thread类的方法，线程可以调用sleep()来睡眠一段时间。sleep()操作不会释放锁，它也不需要占用锁。

wait（）是Object的方法，所有的对象都能调动wait（）方法，wait()操作会释放锁，前提条件是当前线程占有锁，也就是synchronized，所以我们一般是synchronized和wait（）、notify()在一起使用。

注：sleep(0),触发操作系统立刻进行一次cpu竞争，竞争的结果也许是当前线程占有控制权，也许是其他线程抢占。

notify()和notifyAll() 的区别：

notify()随机唤醒一个对象等待池中的线程，notifyAll()唤醒所有对象等待池中的线程。

当线程执行到synchronized同步代码块或方法时，如果线程调用对象的wait()方法后，线程会进入该对象的线程等待池，不会去竞争改对象的锁。当线程调用了notify或者notifyAll()方法后，被唤醒的线程就会进入锁池，等待去竞争对象的锁，优先级更高的线程获取锁的概率大，假如线程一致没有竞争到锁，它就会一致处于锁池中，直到当前线程执行完synchronized代码块或方法，释放锁，又会重新竞争，只有再次调用wait()方法后，才会重新进入对象的等待池。

join()的使用：

作用是等待当前线程结束。

通常我们会在main方法中使用，等待当前线程执行完任务，再关闭main()线程。

线程池的优势：

1.降低资源消耗：可以重复利用已创建的线程

2.提高响应速度：执行任务时，不需要等到线程创建就立即执行

3.提高线程管理性：统一分配、调优和监控线程，线程是稀缺资源，不能无限制创建，不然会降低系统性能。

Executor、ExcutorService和ExecutorS:

Executor是线程池的父接口，提供了一些线程池的基本管理、监控的方法 ，还有线程池执行任务的excute()方法，excute()方法接收一个runnable（）的实例。

ExecutorService extends Executor，ExecutorService是Executor的扩展，定义了callable()实例执行的submit()方法，可以通过调用submit（）的返回值Future对返回值进行操作。

Excutors是线程池的一个工具类，可以通过Executors工具类创建一系列已经定义好的线程池，例如缓存线程池、固定线程数线程池、同步队列线程池等。不过不推荐使用Executors创建线程池。通常我们会根据执行的任务需求用ThreadPoolExecutor类来自定义参数创建。Executors底层也是有用ThreadPoolExecutor来创建的，只是设置的参数不一样。

ThreadPoolExecutor创建线程

ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor（七个参数）；

*corePoolSize:设置线程池核心线程数；

*maximunPoolSize:设置最大线程数；

*keepAliveTime：设置空闲线程等待时间；

*timeUnit：设置时间单位；

ThreadFactory：线程工厂，可以对线程进行自定义；

*workQueue:任务队列；

rejectedExecutionHandler:拒绝策略，默认是AbortPolicy；

常用的三种工作队列workQueue：

1.ArrayBlockingQueue：一个由数组结构组成的有界阻塞队列（数组结构可配合指针实现一个环形队列）。

2.LinkedBlockingQueue： 一个由链表结构组成的有界阻塞队列，在未指明容量时，容量默认为 Integer.MAX_VALUE。

3.SynchronousQueue： 一个不存储元素的同步阻塞队列，消费者线程调用 take() 方法的时候就会发生阻塞，直到有一个生产者线程生产了一个元素，消费者线程就可以拿到这个元素并返回；生产者线程调用 put() 方法的时候也会发生阻塞，直到有一个消费者线程消费了一个元素，生产者才会返回。

拒绝策略 rejectedExecutionHandler：

AbortPolicy默认拒绝策略，丢弃任务，抛出异常；如果是比较关键的业务，可以使用该策略，及时抛出异常，发现异常所在。

CallerRunsPolicy把任务丢给调用线程池的线程执行，通常是主线程；

DiscardPolicy直接忽略该任务，也不抛出异常，通常用在一些无关紧要的业务。

DiscardOldestPolicy抛弃最先加入队列的任务，再把新任务从新加入

自定义策略：可以通过实现RejectedExecutionHandler接口自定义拒绝策略。

线程池执行的过程：

线程池核心线程数corePoolSize设置：

根据任务类型和处理器核心来设置：

IO密集型配置线程数经验值是：2N，其中N代表CPU核数。由于IO密集型任务的线程并不是一直在执行任务，则应配置尽可能多的线程（IO操作，频繁读写）

CPU密集型配置线程数经验值是：N + 1，其中N代表CPU核数。CPU密集型的任务配置尽可能少的线程数量（cpu运算）

线程池的五种状态：

Running、ShutDown、Stop、Tidying、Terminated