文章目錄

• 一、進程與線程
• 二、并發
• 三、線程間通信
• 四、Java 并發 3 特性

一、進程與線程

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最開始是沒有線程這個概念的 , 一個應用程序就是一個進程 , 應用程序運行時 , 如果還要處理與用戶交互的邏輯 , 二者只能 交替進行 , 這樣 CPU 執行效率就很低 ;

CPU 是整個計算機系統中的 稀缺資源 , 程序的運行 , 計算 都需要依賴 CPU 完成 ;

為了 高效利用 CPU 這個稀缺資源 , 引入了線程概念 ;

進程 : 每個應用都是一個獨立進程 , 是 資源分配 , 調度 的最小單元 ;

線程 : CPU 調度的最小單元 ;

二、并發

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CPU 是多核的 ;

進程 是在 物理內存 中執行的 ( 內存條 或 RAM ) ;

每個進程 中 有若干 線程 ;

CPU 運行線程時 , 通過 OS 線程調度 , 在 某個 CPU 的 某個 核 上 執行 某個 進程 的 某個 線程 ;

程序的執行 , 最終是靠指令進行執行 ;

進程 在 內存中 , 會被劃分一塊 獨立的區域 , 每個進程之間的內存都是 隔離 的 , 一個進程的崩潰 , 不會影響其它進程 ;

每個線程執行時 , JVM 都會為該線程單獨分配 線程棧 , 本地方法棧 , 程序計數器 , 三者都是線程獨有的數據 ;

程序運行 的 指令 , 就放在 上面的 線程棧 中 ;

每個 線程棧 中都有 一串指令 , 等待執行 ;

這些線程棧 , 不能 串行 執行 , 必須 并發 執行 , 才能保證所有的應用程序 , 都能得到很好的用戶體驗 ;

并行 是 同一個 時間點 處理多個事件 ;
并發 是 同一個 時間段 處理多個事件 ;

三、線程間通信

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線程間通信 :

假設有 $2$ 個線程 A 和 B ;

線程一旦執行后 , 會在內存中分配 線程棧 , 該線程棧中有一塊 本地內存 ;

有一些對象是共享的 , 所有線程都可以訪問 , 如 堆內存 , 在 線程棧 中的 本地內存 中 , 有一個 共享變量的副本 ;

在 主內存 中 , 有很多 共享變量 ;

主內存中有變量 int a = 1 , 如果線程 A 中想要訪問變量 a , 就會將該變量 int a = 1 變量 復制到 線程 A 的 本地內存中 ;

如果線程 B 也想訪問 , 則將該變量 int a = 1 變量 復制到 線程 B 的 本地內存中 ;

如果在 線程 A 中 , 對變量 a 進行 +1 操作 , 只是對 線程 A 本地內存 中的 變量 a 副本進行了 +1 操作 , 主內存 和 線程 B 中的 a 變量 沒有變化 ;

假如 線程 A 和 線程 B 同時對 本地內存 中的變量 a 進行操作 , 那么就有可能出現 a 取值異常的情況 ;

主內存 中的數據 , 對所有的線程都可見 ; 但是 線程 A 和 線程 B 之間 , 互相不知道對方線程 本地內存 中的數據 ;

這種情況就是線程不安全的情況 ;

四、Java 并發 3 特性

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Java 并發的 $3$ 特性 :

• 原子性 : 每個操作都是 不可拆分的原子操作 ; 在線程中進行 a++ 就不是原子操作 , 該操作分為 $3$ 個步驟 , 首先從主內存中讀取 a 變量 , 然后進行自增操作 , 最后在將自增后的值寫回主內存中 ;
• 可見性 : 多個線程 訪問同一個變量 , 該變量一旦被 某個線程修改 , 這些線程必須可以 立刻看到被修改的值 ;
• 有序性 : 程序按照 代碼先后順序 執行 ;

總結

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