进程和线程

一个程序就是一个进程，而一个程序中的多个任务则被称为线程。

进程是表示资源分配的基本单位，线程是进程中执行运算的最小单位，亦是调度运行的基本单位。

实现多线程编程的方式有两种，一种是继承 Thread 类，另一种是实现 Runnable 接口。使用继承 Thread 类创建线程，最大的局限就是不能多继承，所以为了支持多继承，完全可以实现 Runnable 接口的方式。需要说明的是，这两种方式在工作时的性质都是一样的，没有本质的区别。

虽然系统是把资源分给进程，但是CPU很特殊，是被分配到线程的，所以线程是CPU分配的基本单位。

二者关系：

一个进程中有多个线程，多个线程共享进程的堆和方法区资源，但是每个线程有自己的程序计数器和栈区域。

二者区别：

进程：有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响。

线程：是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉。

程序计数器：是一块内存区域，用来记录线程当前要执行的指令地址 。

栈：用于存储该线程的局部变量，这些局部变量是该线程私有的，除此之外还用来存放线程的调用栈祯。

堆：是一个进程中最大的一块内存，堆是被进程中的所有线程共享的。

方法区：则用来存放 NM 加载的类、常量及静态变量等信息，也是线程共享的 。

线程安全

1、线程安全问题：

多个线程同时操作共享变量1时，会出现线程1更新共享变量1的值，但是其他线程获取到的是共享变量没有被更新之前的值。就会导致数据不准确问题。

2、共享内存不可见性问题

Java 内存模型规定，将所有的变量都存放在主内存中，当线程使用变量时，会把主内存里面的变量复制到自己的工作空间或者叫作工作内存，线程读写变量时操作的是自己工作内存中的变量 。（如上图所示）

（实际工作的java内存模型）

上图中所示是一个双核 CPU 系统架构，每个核有自己的控制器和运算器，其中控制器包含一组寄存器和操作控制器，运算器执行算术逻辅运算。CPU的每个核都有自己的一级缓存，在有些架构里面还有一个所有CPU都共享的二级缓存。 那么Java内存模型里面的工作内存，就对应这里的 Ll或者 L2 缓存或者 CPU 的寄存器。

Java内存模型规定所有的变量都是存在主存当中，每个线程都有自己的工作内存。线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接对主存进行操作。并且每个线程不能访问其他线程的工作内存。变量的值何时从线程的工作内存写回主存，无法确定。

1、线程A首先获取共享变量X的值，由于两级Cache都没有命中，所以加载主内存中X的值，假如为0。然后把X=0的值缓存到两级缓存，线程A修改X的值为1,然后将其写入两级Cache，并且刷新到主内存。线程A操作完毕后，线程A所在的CPU的两级Cache内和主内存里面的X的值都是l。

2、线程B获取X的值，首先一级缓存没有命中，然后看二级缓存，二级缓存命中了，所以返回X=1；到这里一切都是正常的，因为这时候主内存中也是X=l。然后线程B修改X的值为2，并将其存放到线程2所在的一级Cache和共享二级Cache中，最后更新主内存中X的值为2，到这里一切都是好的。

3、线程A这次又需要修改X的值，获取时一级缓存命中，并且X=l这里问题就出现了，明明线程B已经把X的值修改为2，为何线程A获取的还是l呢？这就是共享变量的内存不可见问题，也就是线程B写入的值对线程A不可见。

 

线程状态：

 

其实我们可以理解为两种状态，一个是running，表示正在执行，一个是runable，表示准备就绪了，只是在等待其他的系统资源。然后我们就可以理解如下图

1、新建状态（New）：新创建了一个线程对象。

2、就绪状态（Runnable）：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。

3、运行状态（Running）：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。

4、阻塞状态（Blocked）：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：

（一）、等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。(wait会释放持有的锁)

（二）、同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。

（三）、其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。（注意,sleep是不会释放持有的锁）

5、死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_36711757/article/details/82384356

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 线程调度调度策略： 时间片：线程的调度采用时间片轮转的方式 抢占式：高优先级的线程抢占CPU Java的调度方法： 1.对于同优先级的线程组成先进先出队列（先到先服务），使用时间片策略 2.对高优先级，使用优先调度的抢占式策略 线程的优先级 等级： MAX_PRIORITY:10 MIN_PRIORITY:1 NORM_PRIORITY:5 高优先级的线程要抢占低优先级的线程的cpu的执行权。但是仅是从概率上来说的，高优先级的线程更有可能被执行。并不意味着只有高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行。

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