Java多线程（1）多线程初识

1.什么是线程？与进程有什么区别？

线程是指程序在执行过程中，能够执行程序代码的一个执行单元。在java语言中，线程有4中状态：运行、就绪、挂起和结束。

进程是指一段正在执行的程序。在操作系统级别上，程序的执行都是以进程为单位的，而每个进程中通常都会有多个线程互不影响地并发执行。

2.为什么要使用多线程

（1）发挥多核CPU的优势

随着工业的进步，现在的笔记本、台式机乃至商用的应用服务器至少也都是双核的，4核、8核甚至16核的也都不少见，如果是单线程的程序，那么在双核CPU上就浪费了50%，在4核CPU上就浪费了75%。单核CPU上所谓的”多线程”那是假的多线程，同一时间处理器只会处理一段逻辑，只不过线程之间切换得比较快，看着像多个线程”同时”运行罢了。多核CPU上的多线程才是真正的多线程，它能让你的多段逻辑同时工作，多线程，可以真正发挥出多核CPU的优势来，达到充分利用CPU的目的。

（2）防止阻塞

从程序运行效率的角度来看，单核CPU不但不会发挥出多线程的优势，反而会因为在单核CPU上运行多线程导致线程上下文的切换，而降低程序整体的效率。但是单核CPU我们还是要应用多线程，就是为了防止阻塞。试想，如果单核CPU使用单线程，那么只要这个线程阻塞了，比方说远程读取某个数据吧，对端迟迟未返回又没有设置超时时间，那么你的整个程序在数据返回回来之前就停止运行了。多线程可以防止这个问题，多条线程同时运行，哪怕一条线程的代码执行读取数据阻塞，也不会影响其它任务的执行。

（3）使用多线程能简化程序的结构，使程序便于理解和维护。一个非常复杂的进程可以分成多个线程来执行。

（4）与进程相比，线程的创建和切换开销更小。由于启动一个新的线程必须给这个线程分配独立的地址空间，建立许多数据结构来维护线程代码段、数据段等信息，而运行于同一进程内的线程共享代码段、数据段，线程的启动或切换的开销比进程要少很多。同时多线程在共享数据方面效率非常高。

3. 同步和异步有什么区别

例如多个线程同时对同一个数据进行写操作，即当线程A需要使用某个资源时，如果这个资源正在被B线程使用，同步机制就会让线程A一只等待下去，直到线程B结束对这个数据资源的使用后，线程A才能使用这个资源。由此可见，同步可以保证资源的安全。

要想实现同步操作，必须要获得每一个线程对象的锁。获得它可以保证同一时刻只有一个线程能够进入临界区（访问互斥资源的代码块），并且在这个锁被释放之前，其他线程就不能再进入这个临界区。如果还有其他线程想要获得该对象的锁，只能进入等待队列等待。只有当拥有该对象锁的线程退出临界区，锁才会被释放，等待队列中优先级最高的线程才能获得该锁，从而进入共享代码区。

java语言在同步机制中提供了语言级的支持，可以通过使用synchronized关键字来实现同步，但该方法并非“万金油”，它是以很大的系统开销作为代价的，有时候甚至可能造成死锁，所以，同步控制并非越多越好，要尽量避免无谓的同步控制。实现同步的方式有两种：一是利用同步代码块来实现同步；二是利用同步方法来实现同步。

异步与非阻塞类似，由于每个线程都包含了运行时自身所需要的数据或方法，因此，在进行输入输出处理时，不必关心其他线程的状态或行为，也不必等到输入输出处理完毕才返回。当应用程序对象上调用了一个需要话费很长时间来执行的方法，并且不希望让程序等待方法的返回时，就应该使用异步编程，异步能够提高程序的效率。