一、进程与线程

1.1 进程

进程: 是程序的一次动态执行，它对应着从代码加载，执行至执行完毕的一个完整的过程，是一个动态的实体，它有自己的生命周期。它因创建而产生，因调度而运行，因等待资源或事件而被处于等待状态，因完成任务而被撤消。反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。通过进程控制块(PCB)唯一的标识某个进程。同时进程占据着相应的资源（例如包括cpu的使用，轮转时间以及一些其它设备的权限）。

是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

1.2 线程

一个进程可以分为一到多个线程
一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给CPU执行。
JAVA中，线程作为最小的调度单位，进程作为资源分配的最小单位。在windows中进程是不活动的，只是作为线程的容器。

1.3 进程和线程对比

图片.png

二、并行和并发、同步和异步、阻塞和非阻塞

2.1 并行和并发

并发：一个处理器可以同时处理多个任务。这是逻辑上的同时发生。
即：同一时间可以应对多个任务的能力。

并行：多个处理器同时处理多个不同的任务。这是物理上的同时发生。
即：同一时间可以同时做多个任务的能力。

有一个清晰地比喻：
并发：一个人同时吃三个苹果。并行：三个人同时吃三个苹果。

并发（concurrency）

图片.png
并行（parallel）

图片.png

2.2 、同步和异步

同步：需要等待结果返回，才能继续运行。

异步：无需等待结果返回，就能继续运行。

同步就是烧开水，需要自己去轮询（每隔一段时间去看看水开了没），异步就是水开了，然后水壶会通知你水已经开了，你可以回来处理这些开水了。
同步和异步是相对于操作结果来说，会不会等待结果返回。

2.3、阻塞和非阻塞

阻塞就是线程在执行过程中不可以做其它的事情，非阻塞就是线程在执行中可以做其它的事情。

阻塞举例
顺序开会，一场会开完才能开另一场会。
非阻塞举例
一边打印文件一边听歌。

三、通过继承Thread或实现Runnable 接口创建线程

3.1 直接重写Thread的run 方法

demo01 创建Thread

@Slf4j
public class CreateThread {

    public static void main(String[] args) {

        method01();
        method02();
        log.info("thread is running");
    }

    public static void method01(){
        Thread thread = new Thread(){

            @Override
            public void run(){
                log.info(" running");
            }
        };
        thread.setName("th01");
        thread.start();
    }

    public static void method02(){
        Thread thread = new Thread(() -> log.info(" running"));
        thread.setName("th02");
        thread.start();
    }
}

3.2 自定义类实现实现Runnable 接口

@Slf4j
public class JeffRunnable implements Runnable {

    private int ticket = 5;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            log.info("Thread ticket = {}", ticket--);
            if (ticket < 0) {
                break;
            }
        }
        log.info("my thread is running");
    }

    public static void main(String[] args) {
        JeffRunnable myThread = new JeffRunnable();
        Thread thread01 = new Thread(myThread);
        Thread thread02 = new Thread(myThread);
        thread01.setName("my thread 01");
        thread02.setName("my thread 02");
        thread01.start();
        thread02.start();
    }
}

00:10:07.666 [my thread 01] INFO com.learn.thread.learn01.MyThread - Thread ticket = 5
00:10:07.666 [my thread 02] INFO com.learn.thread.learn01.MyThread - Thread ticket = 4
00:10:07.679 [my thread 02] INFO com.learn.thread.learn01.MyThread - Thread ticket = 2
00:10:07.679 [my thread 01] INFO com.learn.thread.learn01.MyThread - Thread ticket = 3
00:10:07.679 [my thread 02] INFO com.learn.thread.learn01.MyThread - Thread ticket = 1
00:10:07.679 [my thread 01] INFO com.learn.thread.learn01.MyThread - Thread ticket = 0
00:10:07.679 [my thread 01] INFO com.learn.thread.learn01.MyThread - my thread is running
00:10:07.679 [my thread 02] INFO com.learn.thread.learn01.MyThread - my thread is running

3.3 Thread 和 Runnable接口的关系

Thread有单继承的问题；
Thread 本身也是实现了Runnable接口

public
class Thread implements Runnable {
    /* Make sure registerNatives is the first thing <clinit> does. */
    private static native void registerNatives();
    static {
        registerNatives();
    }

    private volatile String name;
    private int            priority;
    private Thread         threadQ;
    private long           eetop;

四、通过Callable、Future和FutureTask 创建线程

4.1 Callable

Callable 是一个接口，含有一个带返回值的call 方法

@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
    /**
     * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
     *
     * @return computed result
     * @throws Exception if unable to compute a result
     */
    V call() throws Exception;
}

4.2 Future

Future就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。

Future 也是一个接口，定义了6个方法

public interface Future<V> {
     //方法用来取消任务
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    //方法表示任务是否被取消成功
    boolean isCancelled();
    // 方法表示任务是否已经完成
    boolean isDone();
    // 方法用来获取执行结果，这个方法会产生阻塞，会一直等到任务执行完毕才返回；
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    //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。
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

也就是说Future提供了三种功能：
1）判断任务是否完成；
2）能够中断任务；
3）能够获取任务执行结果。

因为Future只是一个接口，所以是无法直接用来创建对象使用的，因此就有了下面的FutureTask。

4.3 FutureTask

FutureTask 通过 RunnableFuture 间接实现了Runnable 和 Future

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    /**
     * Sets this Future to the result of its computation
     * unless it has been cancelled.
     */
    void run();
}

FutureTask 两个构造函数，既可以处理callable，又可以处理runnable

 public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }


 public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        this.callable = Executors.callable(runnable, result);
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

4.4 代码示例

@Slf4j
public class JeffCallable implements Callable<Integer> {

    private int ticket = 5;

    @Override
    public Integer call() {
        ticket--;
        log.info("Thread ticket = {}", ticket);
        return ticket;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建callable对象
        JeffCallable call=new JeffCallable();
        FutureTask<Integer> futureTask=new FutureTask<Integer>(call);
        Thread thread=new Thread(futureTask,"th01");
        thread.start();
        //得到返回值
        try {
           log.info("返回值是:{}",  futureTask.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

java并发编程(一) 进程和线程