线程与线程池的理解

1，什么是线程，线程和进程的区别是什么

线程，程序执行流的最小执行单位，是行程中的实际运作单位，进程简单来说，一个应用程序的运行就可以被看做是一个进程，而线程，是运行中的实际的任务执行者，进程中包含了多个可以同时运行的线程。

2，线程的生命周期

（1）是用new Thread()的方法新建一个线程，在线程创建完成之后，线程就进入了就绪（Runnable）状态，此时创建出来的线程进入抢占CPU资源的状态，（2）当线程抢到了CPU的执行权之后，线程就进入了运行状态（Running），（3）当该线程的任务执行完成之后或者是非常态的调用的stop（）方法之后，线程就进入了死亡状态。

当面对以下几种情况的时候，容易造成线程阻塞，（1）当线程主动调用了sleep()方法时，线程会进入则阻塞状态，（2）当线程中主动调用了阻塞时的IO方法时，这个方法有一个返回参数，当参数返回之前，线程也会进入阻塞状态，（3）当线程进入正在等待某个通知时wait()，会进入阻塞状态。那么，为什么会有阻塞状态出现呢？我们都知道,CPU的资源是十分宝贵的，所以，当线程正在进行某种不确定时长的任务时，Java就会收回CPU的执行权，从而合理应用CPU的资源。我们根据图可以看出，线程在阻塞过程结束之后，会重新进入就绪状态，重新抢夺CPU资源。这时候，如何跳出阻塞过程呢?又以上几种可能造成线程阻塞的情况来看，都是存在一个时间限制的，当sleep()方法的睡眠时长过去后，线程就自动跳出了阻塞状态，第二种和第三种则是在返回了一个参数之后，在获取到了等待的通知时，就自动跳出了线程的阻塞过程

3，什么是单线程和多线程？

单线程，即只有一条线程在执行任务。多线程，创建多条线程同时执行任务。需要理解并行与并发 ，并行：多个处理器或多核处理器同时处理多个任务。并发：多个任务在同一个 CPU 核上，按细分的时间片轮流(交替)执行，从逻 辑上来看那些任务是同时执行，其实不是同时进行的，而是交替进行的，而由于CPU的运算速度非常的快，会造成我们的一种错觉，就是在同一时间内进行了多种事情，这也是我们重点要学习的地方——高并发

 并发 = 两个队列和一台咖啡机。并行 = 两个队列和两台咖啡机

4，线程的常用方法

1. 停止线程：stop()、destory()、但是不推荐使用，建议使用一个标志位停止下来flag=false
2. 线程休眠：Thread.sleep()、指定当前线程阻塞多少毫秒，不会释放锁，存在InterruptedExceptiony中断异常，到时会自动进入就绪状态，给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级。
3. 线程礼让：Thread.yield()，让当前执行的线程转为就绪状态，不会阻塞，礼让不一定成功，给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会
4. 线程合并：join()，可以理解成插队，待此线程执行完后在执行其他线程，其他线程阻塞
5. 线程优先级：setPriority(int xx)，getPriority()，Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。优先级范围（1~10）默认是5，优先级低只是意味着获得调度的概率低.并不是优先级低就不会被调用了.这都是看CPU的调度
6. 守护线程：setDaemon(boolean)，线程分守护线程（虚拟机不用等待执行完毕比如GC线程）与用户线程（虚拟机必须确保用户线程执行完毕比如main方法），
7. 线程通信：wait()，线程一直等待，直到其他线程通知，与sleep不同他会释放锁给其他线程去竞争。notify()，唤醒一个处于等待状态的线程，由JVM确定唤醒哪个线程，而且与优先级无关。notifyAll()，唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程，优先级别高的线程优先调度。这三个方法均是Object类的方法,都只能在同步方法或者同步代码块中使用,否则会抛出异常legalMonitorStateException

5，线程池技术 

在一个应用程序中，我们需要多次使用线程，也就意味着，我们需要多次创建并销毁线程。而创建并销毁线程的过程势必会消耗内存。而在Java中，内存资源是及其宝贵的，所以，我们就提出了线程池的概念那么，我们应该如何创建一个线程池那?Java中已经提供了创建线程池的一个工具类：Executors专门创建线程池，下面来看下常见的四种线程池

//Executors工具类创建线程池
public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService singleThreadExecutor  = Executors.newSingleThreadExecutor();//创建一个单线程化的线程池
        ExecutorService fixedThreadPool  = Executors.newFixedThreadPool(5);//创建一个可重用固定个数的线程池
        try {
            for (int i = 0; i <10 ; i++) {
                //使用了线程池之后使用线程池来创建线程
                fixedThreadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //线程池用完 程序结束 关闭线程池
            fixedThreadPool.shutdown();
        }

        ExecutorService cachedThreadPool  = Executors.newCachedThreadPool();// 创建一个可缓存线程池，
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            // sleep可明显看到使用的是线程池里面以前的线程，没有创建新的线程
            Thread.sleep(1000);
            cachedThreadPool.execute(() -> {
                // 打印正在执行的缓存线程信息
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }

        //创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(()->{
                System.out.println("延迟1秒后每1秒执行一次");
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
    }

但是工作中我们肯定是不能采用这种方式去创建线程池的，因为使用工具类创建不安全，而我们创建时，一般使用它的子类：ThreadPoolExecutor，为什么不安全，我们来看下阿里巴巴开发手册上的说明

因为工具创建的一些线程池默认值都太大，可能会导致堆溢出OOM，我们来看下通过ThreadPoolExecutor手动创建线程池需要的参数

 其实这个线程的参数与银行办理业务一模一样

 假如有一天去银行办理业务，一开始人不多，银行5个窗口只开放2个窗口处理业务，（线程的大小池），慢慢的人越来越多，就得在候客区等候（阻塞队列），这时来的人已经把候客区排慢，银行只能开放另外三个窗口（最大核心线程池大小被触发），后来人越来越多，候客区与窗口满了在来的我们就有4中拒绝策略，下面来看下我们ThreadPoolExecutor创建线程与四种拒绝策略

public class ThreadPoolDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //AbortPolicy  默认的拒绝策略  队列满了还有人进来，不处理这个人，抛出异常RejectedExecutionException
        //CallerRunsPolicy  直接调用execute来执行当前任务哪条线程执行的这个方法就回那里
        //DiscardPolicy 如果队列满了，丢掉任务，不会抛出异常
        //DiscardOldestPolicy 如果队列满了,尝试去和最早的竞争，如果第一个刚好执行完他就会跟着执行，如果没有执行完则丢掉
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2,
                5,
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
                );

        try {
            for (int i = 0; i <9 ; i++) {
                //使用了线程池之后使用线程池来创建线程
                threadPoolExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //线程池用完 程序结束 关闭线程池
            threadPoolExecutor.shutdown();
        }
    }
}

有很多人会问我们这个最大核心线程池大小怎么定义，这里就得分两种了

CPU密集型：cpu几核就是几 可以保持cpu的效率最高 用获取运行时的一个类Runtime去获取几核Runtime.getRuntime().availableProcessors()。计算公式=CPU核数 + 1

IO密集型：io非常占用资源 判断你程序十分耗io的线程的数目，假如一个程序 15个大型任务 >15就可以了  一般是两倍就可以了。计算公式=CPU核数 * 2