多线程

课程内容

1. 并发和并行
2. 线程和进程  概念，区别
3. 线程状态  Thread类
4. 线程常用的方法及线程调度    sleep、yield、join、interrupet...
5. 线程状态转化
6. 关键字 volatile： 特征：可见性、禁止指令重排序  底层实现机制
7. 线程同步：Synchronized  使用场景、字节码的语义、底层实现（原子性、可见性、有序性）
8. 线程间通信 wait、notify、notifyAll
9. 线程间通信的经典使用：生产者、消费者模型
10. 锁：乐观锁、悲观锁、重量级锁、偏向锁、自旋锁、重入锁、读写锁
11. CAS   原理，ABA问题及解决
12. 锁的优化
13. 死锁
14. JUC：（Java.util.Concurrent） ConcurrentHashMap
15. Atom:AtomInteger...
16. BlockingQueue(同步阻塞队列):ArrayBlockingQueue...
17. 线程池、特殊线程池类

参考书籍

《深入理解Java虚拟机》 第12、13章

《Java 核心技术卷1》 第14章

《java 并发编程艺术》 通读

并发和并行

最大化来提高计算机的使用率

并发和并行的区别

并发是指多个线程操作同一个资源，不是同时执行，而是交替执行，单核CPU，只不过因为CPU的时间片很短，速度太快，看起来是同时执行（张三、李四厨师，共用一口锅炒菜，交替执行）

并行才是真正的同时执行，多核CPU。每个线程使用一个单独的CPU的资源来运行（张三、李四厨师、一人一口锅，一起炒菜）

并发编程：是指允许多个任务在一个时间端内重复的执行的设计结构

并发示意图

并行示意图

高并发：我们设计的程序，可以执行海量的任务同时执行

• QPS：每秒能够响应的请求数，QPS并不是并发数
• 吞吐量：单位时间内处理的请求数，QPS和并发数决定的
• 平均响应时间：系统对一个请求作出响应的平均响应时间 QPS=并发数/平均响应时间
• 并发用户数：系统可以承载的最大用户量

互联网系统的架构中们如何提高系统的并发能力？

• 垂直扩展
• 水平扩展

垂直扩展

提升单机的处理能力

1、增强单机的硬件性能：增加CPU的核数、内存升级、磁盘扩容

2、提升系统的架构能力：使用Cache来提高效率

水平扩展

集群、分布式都是水平的扩展方案

集群：多个人做同一事（同时多顾几个厨师同时炒菜）

分布式：一个复杂的事情，拆分成几个简单的步骤，分别找不同的人去完成（1、洗菜 2、切菜 3、炒菜）

1、站点层扩容：通过Nginx反向代理，实现高并发的系统，将服务部署在多个服务器上

2、服务层扩容：通过RPC框架实现远程调用：Dubbo，Spring Clodud,将业务逻辑分拆成不同的RPC Client,

Clident完成各自的不同的业务，如果并发量比较大，新增加RPC Client

3：数据层扩容：一台数据库拆分成多态，分库分表，主从复制，读写分离

进程和线程

进程和线程的概念

进程是计算机上正在执行的一个独立的应用程序，进程是一个动态概念，必须是进行状态。如果一个应用程序没有启动，那就不是进程：进程是资源的分配的基本单位（内存、进程ID（PID））

线程是组成进程的基本单位，可以完成特定的功能，一个进程是有一个后者多个线程组成的：线程是资源调度的单位

进程和线程的区别：

1、内存空间的区别：

 进程是有独立的内存空间，每个进程之间是相互独立的，互不干扰，

   线程有共享的内存空间（也有私有的）

2、安全性：进程是相互独立的，一个进程的奔溃不会影响到其他的进程，进程是安全的，

线程存在内存空间的共享，一个线程的奔溃可能会影响到其他的线程的执行。，线程的安全性不如进程

关系：进程是相互独立的，一个进程下可以有一个或者多个线程

Java中很少使用进程的概念，但也可以使用：

Java默认有几个线程呢？

（Main方法启动会对应启动一个JVM实例，Main也是Java的一个进程，也叫做主线程）

Java默认是有两个线程：主线程和垃圾回收的线程（Main和GC）

Java本身能否启动线程？

start方法来启动并创建出新线程：底层调用native的start0方法

Java本身是没办法启动线程的，线启动时需要底层操作系统支持的，Java通过调用本地方法，C++编写的动态函数库，由C++去操作底层启动线程，Java是通过间接的调用来启动线程