九、并发编程
00_进程（Process）、线程（Thread）、线程的串行01_多线程原理、默认线程
多线程的原理多线程的优缺点默认线程 02_开启新线程
`Runnable``extends Thread` 03_多线程的内存布局04_线程的状态05_`sleep`、`interrupt`06_`join`、`isAlive`
00_进程（Process）、线程（Thread）、线程的串行什么是进程？
在操作系统中运行的一个应用程序
比如同时打开 QQ 、微信，操作系统就会分别启动 2个进程
每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内在 Windows 中，可以通过“任务管理器”查看正在运行的进程
什么是线程？
1 个进程要想执行任务，必须得有线程（每 1 个进程至少要有 1 个线程）一个进程的所有任务都在线程中执行
比如使用酷狗播放音乐、使用迅雷下载文件，都需要在各自的线程中执行
线程的串行
1 个线程中任务的执行是串行的
如果要在 1 个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务在同一时间内，1 个线程只能执行 1 个任务
比如在 1 个线程中下载 3 个文件（分别是文件 A、文件 B、文件 C）
什么是多线程？
1 个进程中可以开启多线，所有线程可以并行（同时） 执行不同的任务
进程 → 车间
线程 → 车间工人多线程技术可以提高序的执行效率
比如同时开启 3 个线程分别下载 3 个文件 （分别是A、文件 B、文件 C）
同一时间，CPU 的 1 个核心只能处理 1 个线程（只有 1 个线程在工作）多线程并发（同时）执行，其实是 CPU 快速地在多个线程之间调度（切换）
如果 CPU 调度线程的速度足够快，就造成了多线程并发执行的假象如果是多核 CPU，才是真正地实现了多个线程同时执行
思考：如果线程非常非常多，会发生什么情况？
CPU 会在 N 个线程之间调度，消耗大量的 CPU 资源，CPU 会累死每条线程被调度执行的频次会降低（线程的执行效率降低） 多线程的优缺点
优点：
能适当提高程序的执行效率能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）
缺点：
开启线程需要占用一定的内存空间，如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序的性能
线程越多，CPU 在调度线程上的开销就越大
程序设计更加复杂
比如线程之间的通信问题、多线程的数据共享问题
每一个 Java 程序启动后，会默认开启一个线程，称为主线程（main 方法所在的线程）
每一个线程都是一个java.lang.Thread对象
可以通过Thread.currentThread方法获取当前的线程对象
public static void main(String[] args) {
// Thread[main,5,main]
System.out.println(Thread.currentThread());
}
根据Java源码可知，打印出来的Thread[main,5,main]表示：
进程名为main进程优先级为5进程组的名字为main
02_开启新线程 Runnablepublic static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 打印线程名
System.out.println("开启了新线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
});
thread.setName("线程666"); // 设置线程名
thread.start(); // Thread调用start方法之后，内部会调用run方法
}
开启了新线程：线程666
可以用 Lambda 表达式改写：
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(() -> { // lambda 表达式
System.out.println("开启了新线程：" + Thread.currentThread().getName());
});
// 不设置线程名则会自动命名, Thread-0, Thread-1, ...
thread.start(); // Thread调用start方法之后，内部会调用run方法
}
开启了新线程：Thread-0extends Thread
Thread 类实现了 Runnable 接口
创建一个类 MyThread 继承 Thread 类：
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("开启了新线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new MyThread();
thread.start();
}
开启了新线程：Thread-0
注：
直接调用线程的 run 方法并不能开启新线程调用线程的 start 方法才能成功开启新线程 03_多线程的内存布局
PC 寄存器（Program Counter Register）
每一个线程都有自己的 PC 寄存器
Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）：
每一个线程都有自己的 Java 虚拟机栈
堆（Heap）
多个线程共享堆
方法区（Method Area）
多个线程共享方法区
本地方法栈（Native Method Stack）
每一个线程都有自己的本地方法栈
可以通过Thread.getState方法获得线程的状态（线程一共有 6 种状态）
NEW（新建）：尚未启动
RUNNABLE（可运行状态）：正在JVM中运行
或者正在等待操作系统的其他资源（比如处理器）
BLOKCED（阻塞状态）：正在等待监视器锁（内部锁）
WAITING（等待状态）：在等待另一个线程
调用以下方法会处于等待状态
没有超时值的 Object.wait没有超时值的 Thread.joinLockSupport.park
TIMED_WAITING（定时等待状态）
调用以下方法会处于定时等待状态
Thread.sleep有超时值的 Object.wait有超时值的 Thread.joinLockSupport.parkNanosLockSupport.parkUntil
TERMINATED（终止状态）：已经执行完毕
线程的状态切换：
05_sleep、interrupt可以通过 Thread.sleep 方法暂停当前线程，进入WAITING状态；
在暂停期间，若调用线程对象的 interrupt 方法中断线程，会抛出 java.lang.InterruptedException 异常
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(3000); // 睡眠3s
} catch (InterruptedException e) { // 捕捉到异常则输出
System.out.println("interrupt");
}
System.out.println("end");
});
thread.start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {} // 捕捉到异常什么也不做
thread.interrupt();
}
interrupt end06_join、isAlive
A.join 方法：等线程 A 执行完毕后，当前线程再继续执行任务。可以传参指定最长等待时间。
A.isAlive 方法：查看线程 A 是否还活着
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(() -> {
System.out.println("t1 - begin");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t1 - end");
});
t1.start();
Thread t2 = new Thread(() -> {
System.out.println("t2 - begin");
System.out.println("t1.isAlive - " + t1.isAlive());
try {
t1.join(); // 等待t1执行完成再继续往下执行
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t1.state - " + t1.getState());
System.out.println("t1.isAlive - " + t1.isAlive());
System.out.println("t2 - end");
});
t2.start();
}
t1 - begin t2 - begin t1.isAlive - true t1 - end t1.state - TERMINATED t1.isAlive - false t2 - end
对比一下这两段代码细微的区别，t1.join(1000);
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(() -> {
System.out.println("t1 - begin");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t1 - end");
});
t1.start();
Thread t2 = new Thread(() -> {
System.out.println("t2 - begin");
System.out.println("t1.isAlive - " + t1.isAlive());
try {
t1.join(1000); // 等待t1 1s,但是t1 睡了2s,1s过去后t1 还没运行完
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t1.state - " + t1.getState());
System.out.println("t1.isAlive - " + t1.isAlive());
System.out.println("t2 - end");
});
t2.start();
}
t1 - begin t2 - begin t1.isAlive - true t1.state - TIMED_WAITING t1.isAlive - true t2 - end t1 - end
