线程

线程与进程的区别：
进程：是计算机运用程序实例，拥有独立的内存空间和数据，一个进程包含多个子线程，不同进程相互独立；
线程：cpu执行的基本单位，拥有独立的寄存器和栈，同一进程下的线程共享地址&内存空间；线程栈存放方法的栈帧，每次方法执行都会新建栈帧压到栈顶，当线程中某个请求大小超过限制则提示StackOverflowError，当需要存储一个新的栈帧且栈内存不足则抛出OutOfMemoryError；栈帧包含局部变量、返回值、方法引用的常量池（栈帧只能存储对象的引用）
cpu可以按时间切片执行，单核cpu同一个时刻只支持一个线程执行任务，多线程并发事实上就是多个线程排队申请调用cpu，cpu处理任务速度非常快，所以看上去多个线程任务说并发处理。

线程：
线程各个状态
1、新建状态（New）：新创建了一个线程对象
2、就绪状态（Runnable）：创建完线程并调用start（）方法后等待获取cpu使用权，获取线程丢失cpu使用权后等待下一个cpu使用权
3、运行状态（Running）：处于就绪状态的线程获取到cpu的使用权，执行程序代码
4、堵塞状态（Blocked）：当某线程暂时放弃cpu使用权，该线程就处于堵塞状态，且处于堵塞状态线程不再申请调度cpu
　　a、等待堵塞：当对象调用wait方法，当前线程进入等待池，直到等待时间到或者调用该对象的notify方法
　　b、同步堵塞：当线程访问带同步锁的成员，且此时该同步锁被其它线程占用，该线程进入锁池，直到其它线程释放同步锁且当前线程获取到该同步锁
　　c、其它堵塞：调用当前线程sleep方法或者调用其它线程对象的join方法，直到sleep时间到期或者其它线程任务执行完
5、死亡状态（Dead）:线程任务执行完毕或者线程抛出异常
 如上状态流程图大体如下

 

 虽然sleep和wait都能使线程进入等待状态，但两个方法差别如下：
1、sleep属于Thread类对象方法，wait属于Object类对象方法
2、调用线程对象sleep方法使得该线程处于等待状态，在时间到期之前不会申请调度cpu，如果该线程持有对象锁，则该线程不会释放对象锁；调用对象wait方法，持有该对象的线程进入等待池，且该线程会放弃对象锁
3、wait，notify等必须结合Synchronized来使用，sleep不需要

多线程实现：
Java多线程实现方式主要有四种：继承Thread类、实现Runnable接口、实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。
继承Thread类
Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例，代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。start()方法是一个native方法，它将启动一个新线程，并执行run()方法。这种方式实现多线程很简单，通过自己的类直接extend Thread，并复写run()方法，就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。
public class MyThread extends Thread {  
　　public void run() {  
　　 System.out.println("MyThread.run()");  
　　}  
}  
 
MyThread myThread1 = new MyThread();  
MyThread myThread2 = new MyThread();  
myThread1.start();  
myThread2.start();
实现Runnable接口
如果自己的类已经extends另一个类，就无法直接extends Thread，此时，可以实现一个Runnable接口。
public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {  
　　public void run() {  
　　 System.out.println("MyThread.run()");  
　　}  
}  
为了启动MyThread，需要首先实例化一个Thread，并传入自己的MyThread实例：

MyThread myThread = new MyThread();  
Thread thread = new Thread(myThread);  
thread.start();  
事实上，当传入一个Runnable target参数给Thread后，Thread的run()方法就会调用target.run()，参考JDK源代码：

public void run() {  
　　if (target != null) {  
　　 target.run();  
　　}  
}  
Callable接口（也只有一个方法）   
public interface Callable<V>   {
  V call（） throws Exception;   
}
public class SomeCallable<V> extends OtherClass implements Callable<V> {

    @Override
    public V call() throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }
}
Callable<V> oneCallable = new SomeCallable<V>();   
//由Callable<Integer>创建一个FutureTask<Integer>对象：   
FutureTask<V> oneTask = new FutureTask<V>(oneCallable);   
//注释：FutureTask<Integer>是一个包装器，它通过接受Callable<Integer>来创建，它同时实现了Future和Runnable接口。
//由FutureTask<Integer>创建一个Thread对象：   
Thread oneThread = new Thread(oneTask);   
oneThread.start();   
//至此，一个线程就创建完成了。
使用ExecutorService、Callable、Future
ExecutorService、Callable、Future三个接口实际上都是属于Executor框架。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征，有了这种特征就不需要再为了得到返回值而大费周折了。而且自己实现了也可能漏洞百出。
可返回值的任务必须实现Callable接口。类似的，无返回值的任务必须实现Runnable接口。
执行Callable任务后，可以获取一个Future的对象，在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了。
注意：get方法是阻塞的，即：线程无返回结果，get方法会一直等待。
再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。
import java.util.concurrent.*;  
import java.util.Date;  
import java.util.List;  
import java.util.ArrayList;  
 
/**
* 有返回值的线程
*/  
@SuppressWarnings("unchecked")  
public class Test {  
public static void main(String[] args) throws ExecutionException,  
    InterruptedException {  
   System.out.println("----程序开始运行----");  
   Date date1 = new Date();  
 
   int taskSize = 5;  
   // 创建一个线程池  
   ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);  
   // 创建多个有返回值的任务  
   List<Future> list = new ArrayList<Future>();  
   for (int i = 0; i < taskSize; i++) {  
    Callable c = new MyCallable(i + " ");  
    // 执行任务并获取Future对象  
    Future f = pool.submit(c);  
    // System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
    list.add(f);  
   }  
   // 关闭线程池  
   pool.shutdown();  
 
   // 获取所有并发任务的运行结果  
   for (Future f : list) {  
    // 从Future对象上获取任务的返回值，并输出到控制台  
    System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
   }  
 
   Date date2 = new Date();  
   System.out.println("----程序结束运行----，程序运行时间【"  
     + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】");  
}  
}  
 
class MyCallable implements Callable<Object> {  
private String taskNum;  
 
MyCallable(String taskNum) {  
   this.taskNum = taskNum;  
}  
 
public Object call() throws Exception {  
   System.out.println(">>>" + taskNum + "任务启动");  
   Date dateTmp1 = new Date();  
   Thread.sleep(1000);  
   Date dateTmp2 = new Date();  
   long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();  
   System.out.println(">>>" + taskNum + "任务终止");  
   return taskNum + "任务返回运行结果,当前任务时间【" + time + "毫秒】";  
}  
}
代码说明：
上述代码中Executors类，提供了一系列工厂方法用于创建线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接口。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
创建固定数目线程的线程池。
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
创建一个可缓存的线程池，调用execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
创建一个单线程化的Executor。
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。

ExecutoreService提供了submit()方法，传递一个Callable，或Runnable，返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算，这调用返回Future对象的get()方法，会阻塞直到计算完成。


参考博客：https://www.cnblogs.com/xiongweidotnet/p/5548298.html
参考博客：https://www.cnblogs.com/felixzh/p/6036074.html

 

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