多线程与高并发

• 进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是处理器任务调度和执行的基本单位。进程相当于程序的一次运行，线程依赖于进程，不可肚子存在。
  一个线程的生命周期：
  

• 线程的优先级：
  每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。
  Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。
  默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY（5）。
  具有较高优先级的线程对程序更重要，并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，而且非常依赖于平台，具有高优先级只是被执行的概率更高，并非一定被执行。

• 并行(parallel)： 指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行。所以无论从微观还是从宏观来看，二者都是一起执行的。
• 并发(concurrency)： 指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行。
• 并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生；而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。
• 并行是在多台处理器上同时处理多个任务。如 hadoop 分布式集群，并发是在一台处理器上“同时”（同一时间间隔）处理多个任务。

• 同步和异步通常用来形容一次方法调用，强调的是消息通信机制。

• 同步方法调用一旦开始，调用者必须等到方法调用返回后，才能继续后续的行为。同步主要用于上下有递进关系的代码，特点是有序，串行执行，逻辑简单，但是执行效率较低。

• 异步方法调用更像一个消息传递，一旦开始，方法调用就会立即返回，调用者就可以继续后续的操作。而，异步方法通常会在另外一个线程中，“真实”地执行着。整个过程，不会阻碍调用者的工作。异步在java里面主要使用线程（包括一些封装类也是如此）实现，特点是执行效率高，但是逻辑相对复杂，容易出问题。

• 阻塞和非阻塞多用来形容线程，与线程等待消息通知(无所谓同步或者异步)时的状态有关。阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。
• 注意区分同步与异步、阻塞与非阻塞，一个是消息通信机制，一个是线程状态；在不同场景下，同步阻塞、同步非阻塞、异步阻塞、异步非阻塞这四种组合都有应用。

java提供了三种创建线程的方法

1. 继承Thread类；
2. 实现Runnable接口；
3. 实现Callable接口。

继承Thread之后，要实现父类的run方法，然后在起线程的时候，调用其start方法。

• 注意start和run方法的区别：

  start：用start方法来启动线程，真正实现了多线程运行，通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程，这时此线程处于就绪（可运行）状态，并没有运行，一旦得到cpu时间片，就开始执行任务；
  run： run()方法只是类的一个普通方法而已，如果直接调用Run方法，程序中依然只有主线程这一个线程，其程序执行路径还是只有一条，还是要顺序执行，还是要等待run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码，这样就没有达到写线程的目的。

  如下图，通过debug可以看出，start方法比run方法多一个线程

实现Runnable接口的run方法，在起线程的时候，如下，new一个Thread类，然后把类当做参数传进去。

在java中，Thread类也是通过实现Runnable接口实现的：

• Runnable接口与Thread类选择：
  1. java是单继承多实现，从这方面来说，Runnable接口的可拓展性高于Thread类；
  2. Thread类每次执行任务，都需要new一个Thread，而Runnable是作为参数，直接把任务传入线程池，不需要每次新建销毁现场，大大降低了性能开销；
  3. Runnable接口中只有一个run方法，而Thread类可设置属性、启动线程等。

Callable和Runnable可以认为是兄弟关系，两者功能类似：

• Callable与Runnable
  1. Callable实现call方法，Runnable实现run方法；
  2. Callable有返回值（运行Callable任务可拿到一个Future对象， Future表示异步计算的结果），Runnable无返回值；
  3. Callable需要处理异常，Runnable不需要
• Future接口的5个方法：

  1. boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)
     用于取消任务，取消成功返回true，否则false；mayInterruptIfRunning指是否允许取消正在运行但未执行完毕的任务；
     

  2. boolean isCancelled()

     若在Callable任务正常完成前被取消，返回True；

  3. boolean isDone()

     若Callable任务完成，返回True；

  4. V get() throws InterruptedException, ExecutionException

     返回Callable里call（）方法的返回值，调用这个方法会导致程序阻塞，必须等到子线程结束后才会得到返回值；

  5. V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException

     用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没获取到结果，就直接返回null