进程与线程

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+ 进程
    + 加载指令、管理内存、管理io
    + 程序的一个实例
    + java中资源分配的最小单位
+ 线程
    + 一个指令流
    + 一个进程内多个线程
    + java中最小调度单位
+ 对比
    + 进程基本相互独立，线程存在于进程中
    + 进程通信复杂
        + 不同计算机进程通信，http协议等
    + 线程通信简单
        + 共享进程内的内存，数据
    + 线程上下文切换成本低

并行并发的概念

并发

并发

并行

并行

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并发： 同一时间段，多个任务都在执行 (单位时间内不一定同时执行)
并行： 单位时间内，多个任务同时执行
+ 并发
    + 同一时间线程轮流使用cpu
        + concurrent
    + 单核cpu下
        + 实际串行执行
        + cpu时间片轮流执行
        + 宏观上并行
+ 并行
    + 多核cpu下
        + 每个核同时调度运行线程
+ 并发和并行都有
    + 并发：同一时间应对多件事
    + 并行：同一时间动手做多件事

线程应用

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+ 异步async
    + 不需要等待结果返回，继续运行
    + 特点
    	+ 线程不同
        + 避免阻塞主线程
        + 提高吞吐量
+ 提高效率
	+ 分布式的远程调用一般都是异步调，节省总响应时间
    + 取决最长时间
    + 多核下
        + 任务拆分、并行执行
    + 非阻塞io和异步io优化

Java线程

创建线程

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+ 创建和运行线程
	+ 1、直接使用Thread
    + 2、使用Runnable配合Thread
        + 把线程和任务分
    + lambda简化
        + idea智能替换
            + 能简化的，idea会有灰色提示
    + 方法1、2
        + 走的都是run()方法
        + runnable与线程池等配合
        + 脱离任务和线程继承体系
    + 3、FutureTask配合Thread
        + 可以返回任务执行结果
            + return + get
        + 参数：泛型 + callable接口
        + get()
            + 阻塞等待结果返回

线程运行

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+ 线程运行
    + 现象
	+ 查看和杀死
        + windows
        + linux
        + jconsole

线程运行原理

栈帧图解

栈帧原理

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+ 线程运行原理
    + 栈与栈帧
        + 栈帧Frame
            + 线程中方法的调用
        + 栈帧图解
            + 程序运行
                + 类加载
                + 启动主线程，栈内存
                    + 执行main方法，分配栈帧内存
                        + 局部变量表（args、变量）
                        + 返回地址
                    + 执行method1，分配栈帧内存
                    + 执行method2，分配栈帧内存 
                        + 堆中创建对象
                    + 执行完毕，释放栈帧内存
        + 多线程情况
            + 断点模式
                + 可以控制每个线程前进
            + 线程栈之间独立，独立的栈内存
    + 线程上下文切换
        + cpu转去执行另一个线程
        + 切换产生原因
            + cpu时间片用完
            + 垃圾回收
            + 更高优先级线程
            + 线程调用一些方法
        + 记录当前线程状态
            + 程序计数器
            + 栈帧信息、局部变量、返回地址等
        + 频繁上下文切换影响性能

常见方法

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+ 线程常见方法
    + start()
        + 线程进入就绪状态
    + run()
        + 线程启动后调用
    + join()
        + 等待线程运行结束
        + 超时时间
    ...
+ start 和 run
    + 调用run()只是普通调用方法
    + 未创建线程
    + 而run真正的意义是当线程start进入就绪态后被调度获得时间片时执行run方法由就绪态进入运行态
    + 这里感觉t1.start()方法后加个t1.join（）保证t1线程执行完才打印更合理些，而且状态是TERMINATED。而运行时状态应该在run（）方法中打印
    + start不能多次调用
        + 变成runnable就不能调用start
+ sleep()与yield
    + sleep()
        + running状态变成TIMED_WAITING：阻塞
        + interrupt打断睡眠
            + 睡眠线程抛出异常执行catch
        + 睡眠结束未必立即执行，需要cpu使用权
        + 可读性
            + TimeUnit的sleep，附带时间单位
    + yield()
        + 从running变成runnable就绪
        + 让出cpu使用权，有机会立即获得时间片
+ 线程优先级
    + setPriority()
+ sleep应用
    + while(true)
    + 加上sleep
        + 避免空转占满cpu
+ join()
    + 线程.join()
        + 等待某线程运行结束
    + 同步应用
        + 同步：需要等待返回结果
    + 限时同步：参数
        + 最长等待时间
+ interrupt()
    + 打断阻塞线程：sleep、wait、join
        + 抛出Interrupted异常
        + 打断标记设为false
    + 打断正常
        + 打断标记为true
            + 程序不结束
            + 根据打断标记可以主动结束线程
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+ 过时方法
    + 造成死锁
+ 守护线程
    + 当非守护线程都结束，守护线程强制结束
    + 垃圾回收线程

设计模式

interrupt实现

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+ 两阶段终止模式
    + 错误思路
        + stop()
            + 强制杀死，锁资源无法释放
    + interrupt实现
        + sleep中被打断
            + 抛出异常，执行catch语句，继续运行
                + 手动打断，设置打断标记为真
            + 这里为什么还能进入下一次循环？是因为catch这里会处理异常，而不是抛出异常，抛出异常才会导致线程终止！这里打印红色异常信息不会导致线程终止
        + 非sleep时被打断，设置打断标记未真
            + 结束循环
    + interrupt细节
        + interrupted()会清除打断标记
+ interrupt打断park线程 
    + park暂停
        + 打断标记为false时暂停
        + interrupt可打断park线程

线程状态

线程状态

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+ 五种状态
    + 初始状态
        + 创建线程对象
	+ 可运行状态	    
        + 线程已被创建，可调度执行
    + 运行状态
        + 获取cpu时间片
    + 阻塞状态
        + 调用阻塞API
    + 终止状态
        + 线程执行完毕
+ 六种状态：根据Thread.State
    + new
        + 创建对象
    + runnable
        + 包括可运行、运行、阻塞状态
    + terminated
        + 终止状态
    + java API层面的阻塞
        + blocked
            + 拿不到锁
        + waiting
            + join()
        + timed waiting
            + sleep()
+ 六种状态演示
    + sleep不会释放锁，只会释放cpu资源；wait既会释放CPU又会释放锁资源
    + 拿不到锁，blocked

小结

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+ 小结
    + 线程创建
        + 3种
    + api
        + join
        + interrupt
    + 线程状态
        + 五种
        + 六种
    + 应用
        + 异步调用
        + 同步等待join
        + 异步编排
    + 原理
        + 运行流程
            + 栈、栈帧
            + 上下文切换
            + 程序计数器
        + 创建源码
    + 设计模式
        + 两阶段终止interrupt