Java 多线程入门篇，GitHub 标星 1w 的 Java 架构师必备技能

1.2.2 并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可并发执行。

1.2.3 拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器、一组寄存器和栈），但是它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。进程之间是不能共享地址空间的, 而线程是共享着所在进程的地址空间的。

1.2.4 系统开销：在创建或撤消进程时，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。

1.3 什么是多线程？

多线程就是几乎同时执行多个线程。

1.4 为什么要使用多线程

1.4.1 使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理。

1.4.2 用户界面更加吸引人,这样比如用户点击了一个按钮去触发某件事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度。

1.4.3 程序的运行效率可能会提高。

1.4.4 在一些等待的任务实现上如用户输入,文件读取和网络收发数据等,线程就比较有用了。

2 线程的状态

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一般来说，线程包括以下这几个状态：创建(new)、就绪(runnable)、运行(running)、阻塞(blocked)、timed_waiting、waiting、消亡（dead）。

3 多线程的使用方式

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3.1 继承 Thread 类

可以看到程序在交替执行，但是最终都会执行到 98。

3.2 实现 Runnable 接口

依旧可以看到程序在交替执行，但是最终都会执行到 98。

3.3 继承实现 Callable 接口

这里需要说明的是实现 Callable 接口，必须重写 call()方法，并且要用到 FutureTask 类，这里先不做介绍，等后面更新线程池再细讲。

3.4 使用线程池例如用 Executor 框架

这部分暂不介绍。后面更新线程池和 Executor 会详细介绍。

4 使用多线程一定快吗？

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答：不一定，因为多线程会进行上下文切换，上下文切换会带来开销。

4.1 什么是上下文切换？

对于单核 CPU，CPU 在一个时刻只能运行一个线程，当在运行一个线程的过程中转去运行另外一个线程，这个叫做线程上下文切换（对于进程也是类似）。线程上下文切换过程中会记录 程序计数器、CPU 寄存器 的 状态等数据。

4.2 如何减少上下文切换？

4.2.1 减少线程的数量

由于一个 CPU 每个时刻只能执行一条线程，而傲娇的我们又想让程序并发执行，操作系统只好不断地进行上下文切换来使我们从感官上觉得程序是并发执的行。因此，我们只要减少线程的数量，就能减少上下文切换的次数。

然而如果线程数量已经少于 CPU 核数，每个 CPU 执行一条线程，照理来说 CPU 不需要进行上下文切换了，但事实并非如此。

4.2.2 控制同一把锁上的线程数量

如果多条线程共用同一把锁，那么当一条线程获得锁后，其他线程就会被阻塞；当该线程释放锁后，操作系统会从被阻塞的线程中选一条执行，从而又会出现上下文切换。

因此，减少同一把锁上的线程数量也能减少上下文切换的次数。

4.2.3 采用无锁并发编程

需要并发执行的任务是无状态的：HASH 分段

所谓无状态是指并发执行的任务没有共享变量，他们都独立执行。对于这种类型的任务可以按照 ID 进行 HASH 分段，每段用一条线程去执行。

需要并发执行的任务是有状态的：CAS 算法

如果任务需要修改共享变量，那么必须要控制线程的执行顺序，否则会出现安全性问题。你可以给任务加锁，保证任务的原子性与可见性，但这会引起阻塞，从而发生上下文切换；为了避免上下文切换，你可以使用 CAS 算法， 仅在线程内部需要更新共享变量时使用 CAS 算法来更新，这种方式不会阻塞线程，并保证更新过程的安全性。

5 使用多线程的缺点：

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最后

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