进程和线程

一、线程和进程的概念、并行和并发的概念

进程和线程
进程:
1)进程是程序的一次执行。
2)进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程,它是系统进行资源分配和调度的一个独立单元。
3)进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。
线程:
线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点儿在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。
进程和线程区别:
1)地址空间和其它资源(如打开文件):进程间相互独立,同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。
2)通信:进程间通信,IPC,线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助,以保证数据的一致性。
3)调度和切换:线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
4)在多线程OS中,进程不是一个可执行的实体。


并发:
在单核 CPU 系统中,系统调度在某一时刻只能让一个进程运行,虽然这种调度机制有多种形式(大多数是时间片轮巡为主),但无论如何,要通过不断切换需要运行的进程让其运行的方式叫并发。
并行:
在多核 CPU 系统中,可以让两个以上的进程同时运行在不同的物理核心上,这种运行的方式就是并行。
并发和并行区别:
1)并发在微观上不是同时执行的,只是把时间分成若干段,使多个进程快速交替的执行,因为 CPU 计算速度很快,从宏观上看,好像这些进程都在同一个时间点执行。
2)并行是真正的细粒度上的同时进行:既同一时间点上同时运行着多个进程。

二、创建线程的方式及实现

(转)Java并发学习之四种线程创建方式的实现与对比
1、继承Thread类
2、实现Runnable接口
3、实现Callable接口,结合 FutureTask使用
4、利用线程池来实现

三、进程间通信的方式

进程间通信的方式CSDN
进程间通信的方式简书
1、管道(pipe),流管道(s_pipe)和有名管道(FIFO)
2、信号(signal)
3、消息队列
4、共享内存
5、信号量
6、套接字(socket)

四、说说 CountDownLatch、CyclicBarrier 原理和区别

CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore
CountDownLatch
CyclicBarrier
CountDownLatch:CountDownLatch也叫闭锁,在JDK1.5被引入,允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再执行。CountDownLatch内部会维护一个初始值为线程数量的计数器,主线程执行await方法,如果计数器大于0,则阻塞等待。当一个线程完成任务后,计数器值减1。当计数器为0时,表示所有的线程已经完成任务,等待的主线程被唤醒继续执行。
CyclicBarrier :CyclicBarrier也叫同步屏障,在JDK1.5被引入,可以让一组线程达到一个屏障时被阻塞,直到最后一个线程达到屏障时,所有被阻塞的线程才能继续执行。CyclicBarrier好比一扇门,默认情况下关闭状态,堵住了线程执行的道路,直到所有线程都就位,门才打开,让所有线程一起通过。
对比:

image.png

五、说说 Semaphore 原理

深入浅出java Semaphore
Semaphore也叫信号量,在JDK1.5被引入,可以用来控制同时访问特定资源的线程数量,通过协调各个线程,以保证合理的使用资源。Semaphore内部维护了一组虚拟的许可,许可的数量可以通过构造函数的参数指定。

  • 访问特定资源前,必须使用acquire方法获得许可,如果许可数量为0,该线程则一直阻塞,直到有可用许可。
  • 访问资源后,使用release释放许可。
    Semaphore和ReentrantLock类似,获取许可有公平策略和非公平许可策略,默认情况下使用非公平策略

六、说说Exchanger原理(暂时不理解)

Exchanger原理
Exchanger:它允许在并发任务之间交换数据。具体来说,Exchanger类允许在两个线程之间定义同步点。当两个线程都到达同步点时,他们交换数据结构,因此第一个线程的数据结构进入到第二个线程中,第二个线程的数据结构进入到第一个线程中。

七、ThreadLocal 原理分析,ThreadLocal为什么会出现OOM,出现的深层次原理

ThreadLocal 原理分析

八、讲讲线程池的实现原理

线程池的实现原理
深入分析java线程池的实现原理

九、线程池的几种实现方式

1、newFixedThreadPool创建一个指定工作线程数量的线程池。每当提交一个任务就创建一个工作线程,如果工作线程数量达到线程池初始的最大数,则将提交的任务存入到池队列中。
2、newCachedThreadPool创建一个可缓存的线程池。这种类型的线程池特点是:
1).工作线程的创建数量几乎没有限制(其实也有限制的,数目为Interger. MAX_VALUE), 这样可灵活的往线程池中添加线程。
2).如果长时间没有往线程池中提交任务,即如果工作线程空闲了指定的时间(默认为1分钟),则该工作线程将自动终止。终止后,如果你又提交了新的任务,则线程池重新创建一个工作线程。
3、newSingleThreadExecutor创建一个单线程化的Executor,即只创建唯一的工作者线程来执行任务,如果这个线程异常结束,会有另一个取代它,保证顺序执行(我觉得这点是它的特色)。单工作线程最大的特点是可保证顺序地执行各个任务,并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的 。
4、newScheduleThreadPool创建一个定长的线程池,而且支持定时的以及周期性的任务执行,类似于Timer。(这种线程池原理暂还没完全了解透彻)
总结:
1、FixedThreadPool是一个典型且优秀的线程池,它具有线程池提高程序效率和节省创建线程时所耗的开销的优点。但是,在线程池空闲时,即线程池中没有可运行任务时,它不会释放工作线程,还会占用一定的系统资源。
2、CachedThreadPool的特点就是在线程池空闲时,即线程池中没有可运行任务时,它会释放工作线程,从而释放工作线程所占用的资源。但是,但当出现新任务时,又要创建一新的工作线程,又要一定的系统开销。并且,在使用CachedThreadPool时,一定要注意控制任务的数量,否则,由于大量线程同时运行,很有会造成系统瘫痪。

十、线程的生命周期,状态是如何转移的

(转)JAVA线程生命周期

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