进程，线程，多进程，多线程以及主线程

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进程与程序的区别

         1. 进程是程序的执行，属于动态，程序是完成某个功能的指令的集合，是静态的

        2.进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的。

        3.进程＝程序＋数据＋PCB (进程控制块，process control block)，即进程是一个程序及其数据在处理机上顺序地执行时所发生的活动。

        4.一个程序可以对应多个进程

进程的特征：

•    进程是一个能独立运行的单位，能与其它进程并行地活动。

•    进程是竞争计算机系统有限资源的基本单位，是一个可调度的实体。也是进行处理机调度的基本单位。

•    进程是操作系统进行资源分配的单位。进程是拥有自己资源的单元体。

进程的三种状态：

运行状态（Running）

         当一个进程正在处理机上运行时，称为运行状态

就绪状态（Ready）

         一个进程获得了处理机外的一切所需资源，一旦得到处理机即可运行，称此进程处于就绪状态

等待状态（Blocked）

         一个进程正在等待某一事件发生而暂时停止运行，即使这时把处理机分配给此进程也无法运行。又称阻塞状态。

注：处理机的数目一般总是少于进程数，在单处理机系统中，只有一个进程可真正获得处理。

状态间转换说明：

À 就绪状态的进程被进程调度程序选中后，就分配到处理机来运行，进入运行状态。

Á 运行状态的进程时间片用完不得不让出处理机，变为就绪状态。

 运行状态的进程需等待某一事件发生后，才能继续运行，变为等待状态。

 等待状态的进程：若其等待的事件已发生，变为就绪状态。

线程的定义

         线程是进程内一个相对独立的、可调度的执行单元。在一个进程内部可以有多个线程，即有多个执行流，这多个线程是共享进程的内存空间和系统资源。它们轮换使用这块内存空间。

线程的性质：

         线程是进程内的一个相对独立的可执行单元

         线程是操作系统中的基本调度单元，因此线程中应包含有调度所需的必要信息

         由于线程是被调度的基本单元，而进程不是调度的单元。所以每个进程在创建时，至少需要同时为该进程创建一个线程。也就是说进程中至少要有一个或一个以上线程，否则该进程无法被调度执行。

         需要时，线程可以创建其他线程

         进程是被分给并拥有资源的基本单元，同一进程内的多个线程共享该进程的资源。但线程并不拥有资源，只是使用它们

         由于共享资源(包括数据和文件)，所以线程间需要通信和同步机制。

         线程有生命期，有诞生和死亡。在生命期中有状态的变化。

多线程的优点：

         1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时，整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线程技术，将耗时长的操作（time consuming）置于一个新的线程，可以避免这种尴尬的情况。

         2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行于不同的CPU上。

         3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。 

多进程的优点：

在同一个时间里，同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态，这便是多任务。现代的操作系统几乎都是多任务操作系统，能够同时管理多个进程的运行。

主线程

在Java程序启动时，一个线程立刻运行，该线程通常称为程序的主线程。

主线程的重要性体现在两个方面：

n  它是产生其他子线程的线程。

n  通常它必须最后完成执行，因为它执行各种关闭动作。

线程的创建

n    通过以下两种方法创建Thread 对象：

¨  声明一个 Thread 类的子类，并覆盖 run() 方法。

       class MyThread extends Thread {

           public void run( ) {/* 覆盖该方法*/ } }

       MyThread t = new MyThread();

¨  声明一个实现 Runnable 接口的类，并实现 run() 方法(注：此种做法只实现的线程任务)。

class MyRunnable implementsRunnable{

              publicvoid run( ) {/* 实现该方法*/ }

MyRunnable  mr=new MyRunnable ();

Thread t=new Thread(mr);

n  要启动一个新线程，使用 start() 方法，如：

n  MyThread t = new MyThread();    t.start();

n  MyRunnable mr=new MyRunnable ();

                     Threadt=new Thread(mr);   t.start();

n  在调用 start() 方法时，将创建一个新的控制线程，并加入线程队列，接着它将调用 run() 方法。

n  run() 方法中的代码定义执行线程所需的功能。

Daemon线程

Ø    一个daemon线程是在后台执行服务的线程，例如网络服务器侦听连接端口的服务线程，垃圾收集线程或其他jvm建立的线程。

Ø  Daemon线程会随着产生他的线程的结束而结束。

Ø  使用setDaemon(booleanon)方法设置一个线程是否为Daemon线程。

线程状态

n    新建: 新建的线程处于新建状态。

n  就绪: 在创建线程后，调用start() 方法，它将处于就绪状态。

n  运行  :处于就绪状态的线程被调度后开始执行时进入运行状态。

n  睡眠  : 线程的执行可通过使用 sleep() 方法来暂时中止。在睡眠后，线程将进入就绪状态。

n  等待: 如果调用了 wait() 方法，线程将处于等待状态。用于在两个或多个线程并发运行时。

n  挂起  : 在临时停止或中断线程的执行时，线程就处于挂起状态。

n  恢复  : 在挂起的线程被恢复执行时，可以说它已被恢复。

n  阻塞  :在线程等待一个事件时（例如输入/输出操作），就称其处于阻塞状态。

n  死亡  :在 run() 方法已完成执行或其 stop() 方法被调用之后，线程就处于死亡状态

常用API说明

n  public static void sleep(long millis)；

¨  当前进入休眠不管有没有其它线程就绪，都会暂停。而且同时也给更低优先级线程运行的机会。

¨  休眠会在指定时间后让自己转换为就绪状态。

n 但不表示指定时间后会立即运行。

n  public static void yield();

¨  当前线程主动让出执行权让其他线程有被执行的机会，当线程执行yield()方法让出执行权时，它会再度处于Runnable状态，等待调度。

n  sleep与yield区别：

       sleep是当前线程暂停执行进入Blocked状态。yield是让出执行权进入就绪状态，等待下一次调度。

n  public final void join() ；

       当线程使用join加入另一个线程时，另一个线程会等待这个加入的线程执行完毕，才继续执行。

线程同步

§    有时两个或多个线程可能会试图同时访问一个资源

§  例如，一个线程可能尝试从一个文件中读取数据，而另一个线程则尝试在同一文件中修改数据

§  在此情况下，数据可能会变得不一致

§  为了确保在任何时间点一个共享的资源只被一个线程使用，使用了“同步”

两种方式实现同步：

§  使用同步方法

synchronized void methodA() {  }

–  使用同步代码块

void methodA() {

synchronized(object) {

              //要同步的语句

}}

§  只要是多线程共享资源，都必须考虑同步。

ü  关键在于这些线程共享的资源，而不是这些线程属于哪个类。

wait()方法

       使调用此对象的线程释放同步锁，并进入暂停状态。

notify()方法(唤醒)

       通知（随机）对象等待池中的一个线程加入对象锁定池并且会与其他线程共同竞争对象的锁定，获得锁定的线程从等待点开始执行。

 notifyAll()方法

       通知对象等待池中的所有线程加入对象锁定池，这些线程会与其他线程共同竞争对象的锁定，获得锁定的线程从等待点开始执行。