一、进程和线程
进程是资源分配的最小单位，可以视为程序的一个实例，进程是用来加载指令，管理内存、管理IO的。
一个进程可以分为多个线程，一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给cpu执行，java中，线程作为最小调度单位，进程作为资源分配的最小单位。
线程上下文切换场景：
1、线程cpu时间片用完；
2、垃圾回收；
3、有更高优先级线程需要运行；
4、线程自动调用sleep, yield, wait, join, park, synchronized, lock等方法；
当contect switch发生时，需要有操作系统保存当前线程的状态，并恢复另一线程的状态，Java中对应的概念就是程序计数器，它的作用是记住下一条jvm指令的执行地址，是线程私有的。(状态包括程序计数器、虚拟机栈中每个栈帧的信息，如局部变量、操作数栈、返回地址等，context switch频繁切换会影响性能)
二、java多线程中常见方法
sleep()
1、调用sleep会让线程从Running进入Timed Waiting状态(阻塞)；
2、其他线程可以使用interrupt方法打断正在睡眠的线程，这时sleep方法会抛出InterruptedException；
3、睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行(就绪状态，争抢cpu时间片)；
4、建议用TimeUnit的sleep代替Thread的sleep来获得更好的可读性；
yield()
1、调用yield会让当前线程从Running进入Runnable就绪状态，然后调度执行其他线程；
2、具体的实现依赖于操作系统的执行调度器；
join()
作用：保持线程间同步状态，分为有时间限制的等待和无时间限制的等待(即join方法是否传参，例：join(3000))，有时间限制的等待，若提前返回(线程执行完毕)，则不会继续等待(以实际线程结束的时间为准)；
isInterrupted()
作用：判断线程是否被打断 (注：调用后不会清除打断标记)；
interrupted()
作用：判断是否被打断(注：调用后会清除打断标记) ；
stop() ，suspend() ， resume()
stop()：停止线程运行；
suspend()：挂起(暂停)线程运行；
resume() ：恢复线程运行；
这些方法均不推荐使用，原因：已过时，容易破坏同步代码块，造成线程死锁。
setPriority()
用于设置线程优先级， 范围1~10，默认优先级为5，越大优先级越高；
1、线程优先级会提示(hint)调度优先调度该线程，但它仅仅是一个提示，调度器可以忽略它；
2、如果cpu比较忙，那么优先级高的线程会获得更多的时间片，但cpu闲时，优先级几乎没作用；
防止CPU占用100%
在没有利用cpu来计算时，可以使用yield或sleep来让出cpu的使用权给其他程序，也可以使用wait或条件变量达到类似的效果；
1、不同的是，后两种(wait,条件变量)都需要加锁，并且需要相应的唤醒操作，一般适用于要进行同步的场景；
2、sleep适用于无需锁同步的场景；
setDaemon(true)
作用：将一个线程设为守护线程。
默认情况下，Java进程需要等待所有线程都运行结束，才会结束。有一种特殊的线程叫做守护线程，只要其它非守护线程运行结束了，即使守护线程的代码没有执行完，也会强制结束。
常见的守护线程：
1、垃圾回收线程就是一种守护线程；
2、tomcat中的Acceptor和Poller线程都是守护线程，所以Tomcat接收到 shutdown命令后，不会等待它们处理完请求；
三、两阶段终止模式
Two Phase Termination：在一个线程T1中“优雅”的终止线程2，这里的优雅是给T2一个料理后事的机会。
错误思路：
1、使用线程对象的stop()方法停止线程。stop方法会真正杀死线程，如果这时线程锁住了共享资源，那么当它被杀死后就再也没有机会释放锁，其他线程将永远无法获取锁；
2、使用System.exit(int)方法停止线程。目的仅是停止一个线程，但这种做法会让整个程序都停止；
正确思路(代码如下)：
class TwoPhaseTermination{
private Thread monitor;
// 启动监控线程
public void start(){
monitor = new Thread(() ->{
while(true){
Thread current = Thread.currentThread();
if(current.isInterrupted()){
System.out.println("料理后事");
break;
}
try {
Thread.sleep(1000);// 情况1
System.out.println("执行监控记录");// 情况2
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
// 在情况1被打断
// 重新设置打断标记
current.interrupt();
}
}
});
monitor.start();
}
// 停止监控线程
public void stop(){
monitor.interrupt();
}
四、线程状态
五种状态(操作系统)
1、初始状态：仅是在语言层面创建了线程对象，还未与操作系统线程关联；
2、可运行状态：(就绪状态)指该线程已经被创建(与操作系统线程关联)，可以由CPU调度执行；
3、运行状态：指获取了CPU时间片运行中的状态，当cpu时间片用完，就会从运行状态切换至可运行状态，会导致线程的上下文切换；
4、阻塞状态：如果调用了阻塞API，如BIO读写文件，这时线程实际不会用到cpu，会导致线程的上下文切换，进入阻塞状态，等bio操作完毕，就由操作系统唤醒阻塞的进程，切换至可运行状态，与可运行状态的区别是，对阻塞状态的线程来说只要它们一直不唤醒，调度器就一直不会考虑调度它们；
5、终止状态：表示线程已经执行完毕，生命周期已经结束，不会再转换为其他状态；
java中，线程有6中状态
1、NEW：线程刚被创建，还未调用start()方法；
2、RUNNABLE：涵盖了操作系统的可运行、运行；
3、BLOCKED：阻塞状态；
4、WAITING：没时间的等待；
5、TIMED_WAITING: 有时间的等待；
6、TERMINATED：线程终止；
五、保证线程安全
造成线程不安全的原因：存在临界区和竞态条件；
临界区：一段代码块内如果对共享变量同时存在读和写，则将这块代码称为临界区；
竞态条件：多个线程在临界区内执行，由于代码的执行序列不同而导致结果无法预测；
解决临界区的竞态条件：
1、阻塞式解决方案：synchronized,Lock
2、非阻塞式解决方案：原子变量
synchronized实际是使用对象锁保证临界区代码的原子性。
class Test{
public synchronized void test(){
}
}
// 等价于
class Test{
public void test(){
synchronized (this){
}
}
}
......
class Test{
public synchronized static void test(){
}
}
// 等价于
class Test{
public static void test(){
synchronized (Test.class){
}
}
}
常见的线程安全类
String
Integer
StringBuffer
Random
Vector
HashTable
juc下的类
线程安全是指：多个线程调用它们同一个实例的某个方法时，是线程安全，也可以理解为它们的每个方法是原子的，但注意它们多个方法组合不是原子的;
String、Integer等都是不可变类，因为其内部的状态是不可改变的，因此它们的方法都是线程安全的；
