前言

最近在总结《Java多线程编程核心技术》这本书。实话实说：多线程编程核心技术，这些字眼属实有些夸大。

但是也不能因为此，就直接否认了书籍本身的价值。这是一篇比较适合入门阅读的书籍。和我最近在尝试写的文章有相似之处，也就是尽力让知识点，少思考性而多阅读性。

多线程编程引子:进程、线程、线程同步

因此接下来会将这本书的内容，揉到我的接下来的文章中，旨在：真正能在碎片化时代下，进行有效学习。

正文

毫无疑问，一切的开始。肯定是先介绍介绍概念性的东西。主题是线程，但是谈到线程，势必不能忘了进程。因此让我们先来聊一聊线程和进程的概念。

接下来让我们有请文章一贯的主角：小A和MDove出场~

进程和线程

小A：MDove，我最近在思考一个问题，多线程多线程。那到底什么是多线程呢？

MDove：想要理解多线程，其实就要不得不提一提：进程，以及进程和线程之间的关系。

一个比较通俗且常见的解释：进程：操作系统分配资源的基本单位；线程：操作系统调度最小单位。

稍稍学院派的解释：

来自《现在操作系统（第4版）》 + 维基百科 + 百度百科

进程:

进程的本质是正在执行的一个程序,进程基本上上容纳运行一个程序所需要的所有信息的容器。
在当代多数操作系统中，进程本身不是基本运行单位，而是线程的容器。程序本身只是指令、数据及其组织形式的描述，进程才是程序的真正运行实例。
早期面向进程设计的计算机结构中，进程是系统进行资源分配和调度的基本单位。

小A：哦？既然进程是程序的实体，那么只要进程不就行了？

MDove：这当然是没有问题啦。但是，一个致命的问题，大家都追求快，更快，非常快！

小A：不不不不不，我就追求慢，坚挺~

MDove：坚挺是吧，你这么秀，你怎么不去Tokyo Hot？搁这给我扯犊子。学不学了？不学你去找加藤鹰去。

小A：学学学，我的理解：是不是线程比进程占用资源更少？

MDove：其实关于消耗资源这个问题很难回答。比如Linux、Windows对进程和线程的设计就是不同的。如果从Linux的角度出发，进程和线程无论是创建还是上下文切换其实不在极端情况下，所谓的性能还是资源，差距并不是很大。差距比较大的一点是：进程是内存独立，而线程内存共享。

MDove：当然，二者都可以悄摸得去做一些事情，但不同点在于：进程间通讯，远比线程间通讯复杂的。因此在上层高级语言的设计上，线程便成了不错的用于后台完成耗时操作的一个工具。但是不可否认的一点，多进程同样扮演者举足轻重的角色！打个比方，单进程的程序，如果杀死这个进程那么这个进程所依附的所有线程全部死亡。而多进程则不怕，毕竟彼此是独立运行的进程，因此多进程在拉活方面有着不俗的战斗力。

小A：哦~原来如此，那可以聊一聊线程么？

MDove：好的，接下来让我们看一看线程。

线程：

是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。
线程可以为操作系统内核调度的内核线程；由用户进程自行调度的用户线程。

MDove：举个小例子：打开我们计算机上的任务管理器时，进程Tab页上，我们看到的就是进程；而独立进程程序的子任务就是线程（不绝对，也可以存在多进程的程序）。比如：QQ运行时（进程），就有很多子任务（线程）在同时运行：你即能一遍和基友视频，一遍还能和其他基友文字聊天这就体现了多线程，其中每一项子任务都可以理解为线程。

MDove：对于我们开发者来说线程是一个很常见的概念。对于Java后台来说，能够熟练的掌握对多线程的使用。可以说是掌握核心科技一样。

小A：？？？听你这么说，多线程没什么难的呀？

多线程的弊端

MDove：初生牛犊不怕虎，但你要明白，虎终究是虎。多线程的一大难点在于线程安全问题。因为内存共享的原因，导致了线程刷新内存的滞后性。

小A：？？？什么意思？？？

MDove：打个比方，在Java线程模型中：每个线程运行时，都会把主内存中的变量值复制到自己的工作内存当中，当自己执行完毕后，在把计算完毕的工作内存中的变量，反过来赋值给主内存。

小A：嗯？这好像没什么问题啊？

MDove：没问题？问题大了去了！咱们举一个花钱的例子：现在咱们账本上有十个亿。你是一个线程，我是一个线程。

我先执行了，我拿了一个亿，去建设了一下社会主义核心价值观，然后我在我的账本里记了一下账：我拿了1个亿，手头还有9个亿。

此时咱们的账本还剩9个亿。

接下来，你也出动了，你拿了9个亿中的一个亿，你也在你的账本里记了一下账：我拿了1个亿，还有8个亿。然后你去吸烟喝酒烫头了。

此时咱们的账本还剩8个亿。

这个时候我干完了我的事，我花了5千万，还剩5千万。然后对于我来说我的账本变成了，还有9亿5千万。此时我把我的账本写到了咱们们公共账本里…

小A：等会等会？你想啥呢？钱越花越多了！我都拿走1个亿了，你那咋还9个亿呢？你就不会同步一个我的账本么？

MDove：没错呀，我就不会同步一个你的账本呀！这就是多线程的问题所以。因为每个线程是独立运行的，谁都不管谁，因此，如何同步线程之间的数据便成了至关重要的一点！

小A：这么一说我就明白了，那怎么同步呢？

保证线程安全

可见性，原子性

MDove：其实刚才的问题就出现在账本的不同步上，因此如果我们能够解决账本的同步问题，理论上就可以解决咱们的线程安全问题。当然你可以用一些手段通知我，让我更新我的账本（可见性）。但是仍存在问题，如果我们写账本的操作是个多步骤的复杂操作，可能就会存在问题了，因为这个里每一步通存在同步问题，只有当我们的写账本操作是一个单一操作（原子性）那么这种做法就是没有问题的。

小A：局限还挺多，那有没有其他方式呢？

加锁

MDove：接下来说一个加锁的方式。举个咱们上厕所的例子。我们很多人都要上厕所，如果我们的厕所没有任何措施，那么画面简直无法想象。因此，咱们…那啥…大号…的时候，都会把门锁上。其他人一看门锁上了，也就只好默默的憋一会。

MDove：当我们解决后，打开门，其他人就可以尽情释放了。

那么这个过程就相当于：一个线程在操作一个变量时，直接把这个变量锁起来。其他线程只能等着，因此肯定就不会存在多个线程同时操作变量的问题了。

线程优先级

小A：那么接下来就是队伍中第一个人去…那啥么？

MDove：当然不是，线程的世界可没有什么先来后到。而是按线程的优先级去排列。那么如果没有优先级，那就看谁的拳头更硬谁的运气更好了。

小A：好残暴，那有没有顺利排列的可能性呢？那我们可不可以自己固定一个顺序去开启线程的执行呢？

线程执行顺序

MDove：我们当然可以指定一种策略去顺序的start我们的线程，但是我们只能保证线程start的顺序，没办法保证线程调度的顺序。因为对于线程来说，什么时候能够获得操作系统的宠幸那是不确定的。因此线程会有多种状态：

新建（NEW），表示线程被创建出来还没真正启动的状态。
就绪（RUNNABLE），表示该线程已经在 JVM 中执行，当然由于执行需要计算资源，它可能是正在运行，也可能还在等待系统分配给它 CPU 片段，在就绪队列里面排队。
阻塞（BLOCKED），阻塞表示线程在等待锁释放。比如，线程试图去获取某个锁，但是其他线程已经独占了，那么当前线程就会处于阻塞状态。
等待（WAITING），表示正在等待其他线程采取某些操作。。
终止（TERMINATED），不管是意外退出还是正常执行结束，线程已经完成使命，终止运行。