JUC学习笔记（一）

1、什么是 JUC

1.1、JUC简介

　　在 Java 中，线程部分是一个重点，本篇文章说的 JUC 也是关于线程的。JUC 就是 java.util .concurrent 工具包的简称。这是一个处理线程的工具包，JDK1.5 开始出现的。

1.2、进程与线程

　　进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系 统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。 在当代面向线程 设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的 描述，进程是程序的实体。是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活 动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。



　　线程（Thread）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。



总结来说:

进程：指在系统中正在运行的一个应用程序；程序一旦运行就是进程；进程— —资源分配的最小单位。

线程：系统分配处理器时间资源的基本单元，或者说进程之内独立执行的一个单元执行流。线程——程序执行的最小单位。

1.3、线程的状态

1.3.1、线程状态枚举类

Thread.State

public enum State {
        /**
         * Thread state for a thread which has not yet started.
         */
        NEW,(新建)

        /**
         * Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable
         * state is executing in the Java virtual machine but it may
         * be waiting for other resources from the operating system
         * such as processor.
         */
        RUNNABLE,（准备就绪）

        /**
         * Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
         * A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
         * to enter a synchronized block/method or
         * reenter a synchronized block/method after calling
         * {@link Object#wait() Object.wait}.
         */
        BLOCKED,（阻塞）

        /**
         * Thread state for a waiting thread.
         * A thread is in the waiting state due to calling one of the
         * following methods:
         * <ul>
         *   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
         *   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
         * </ul>
         *
         * <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
         * perform a particular action.
         *
         * For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
         * on an object is waiting for another thread to call
         * <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
         * that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
         * is waiting for a specified thread to terminate.
         */
        WAITING,（不见不散）

        /**
         * Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
         * A thread is in the timed waiting state due to calling one of
         * the following methods with a specified positive waiting time:
         * <ul>
         *   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
         *   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
         *   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
         * </ul>
         */
        TIMED_WAITING,（过时不候）

        /**
         * Thread state for a terminated thread.
         * The thread has completed execution.
         */
        TERMINATED;（终结）
    }

1.3.2、wait/sleep区别

• sleep 是 Thread 的静态方法，wait 是Object 的方法，任何对象实例都 能调用。
• sleep 不会释放锁，它也不需要占用锁。wait 会释放锁，但调用它的前提 是当前线程占有锁(即代码要在 synchronized 中)。
• 它们都可以被 interrupted 方法中断。

1.4、并发与并行

1.4.1、串行模式

　　串行表示所有任务都一一按先后顺序进行。串行意味着必须先装完一车柴才能 运送这车柴，只有运送到了，才能卸下这车柴，并且只有完成了这整个三个步骤，才能进行下一个步骤。

串行是一次只能取得一个任务，并执行这个任务。

1.4.2、并行模式

　　并行意味着可以同时取得多个任务，并同时去执行所取得的这些任务。并行模式相当于将长长的一条队列，划分成了多条短队列，所以并行缩短了任务队列的长度。并行的效率从代码层次上强依赖于多进程/多线程代码，从硬件角度上 则依赖于多核CPU。

1.4.3、并发

　　并发(concurrent)指的是多个程序可以同时运行的现象，更细化的是多进程可以同时运行或者多指令可以同时运行。但这不是重点，在描述并发的时候也不会去扣这种字眼是否精确，并发的重点在于它是一种现象, 并发描述 的是多进程同时运行的现象。但实际上，对于单核心 CPU 来说，同一时刻 只能运行一个线程。所以，这里的"同时运行"表示的不是真的同一时刻有多个 线程运行的现象，这是并行的概念，而是提供一种功能让用户看来多个程序同 时运行起来了，但实际上这些程序中的进程不是一直霸占 CPU 的，而是执行一会停一会。

　　要解决大并发问题，通常是将大任务分解成多个小任务, 由于操作系统对进程的 调度是随机的，所以切分成多个小任务后，可能会从任一小任务处执行。这可能会出现一些现象：

• 可能出现一个小任务执行了多次，还没开始下个任务的情况。这时一般会采用 队列或类似的数据结构来存放各个小任务的成果
• 可能出现还没准备好第一步就执行第二步的可能。这时，一般采用多路复用或 异步的方式，比如只有准备好产生了事件通知才执行某个任务。
• 可以多进程/多线程的方式并行执行这些小任务。也可以单进程/单线程执行这些小任务，这时很可能要配合多路复用才能达到较高的效率

1.4.4、小结

并发：同一时刻多个线程在访问同一个资源，多个线程对一个点

　　　例子：春运抢票 电商秒杀...

并行：多项工作一起执行，之后再汇总

　　　例子：泡方便面，电水壶烧水，一边撕调料倒入桶中

1.5、管程

　　管程(monitor)是保证了同一时刻只有一个进程在管程内活动,即管程内定义的操作在同 一时刻只被一个进程调用(由编译器实现).但是这样并不能保证进程以设计的顺序执行

　　JVM中同步是基于进入和退出管程(monitor)对象实现的，每个对象都会有一个管程 (monitor)对象，管程(monitor)会随着 java对象一同创建和销毁

　　执行线程首先要持有管程对象，然后才能执行方法，当方法完成之后会释放管程，方法在执行时候会持有管程，其他线程无法再获取同一个管程

1.6、用户线程和守护线程

用户线程:平时用到的普通线程,自定义线程

守护线程:运行在后台,是一种特殊的线程,比如垃圾回收

当主线程结束后,用户线程还在运行,JVM存活

如果没有用户线程,都是守护线程,JVM 结束