多线程基础
为什么会有多线程？本质原因与分布式产生原因是一致的。本质原因是摩尔定律的失效摩尔定律：cpu主频每隔24个月就会翻一倍。早期业务处理的增量没有硬件性能增长快。早期计算机大部分是单核的。21世纪的到来，整个数据要处理的量。已经远远超过了我们当前计算机的处理能力。在单个服务器内集成越来越多的cpu、这样就可以让单个服务器有更高的处理能力。多cpu核心意味着同时操作系统有更多的并行计算资源可以使用。操作系统以线程为基本的调度单元。
当我们启动一个进程时，这个进程里面至少有一个或者多个线程。进程用来管理所有的资源。cpu 上划分多个时间片，所有的线程再去抢这些时间片。每个时间点一个cpu、只有一个时间片被线程抢到，谁抢到谁运行。本质在单核时代，并发情况要比多核情况下要简单的多。为什么？ -->在多核时代，一个服务器上有多个cpu核心，那么这多个cpu核心，大家时间片是完全没有关系的。在并发时间点，会有多个线程并行。会涉及到复杂的资源抢占，特别是内存资源的抢占。导正应用程序的复杂性。
cpu 内核架构
- SMP架构(共享内存)
- 一块内存由4个cpu通过总线共享访问
- NUMA架构
- cpu 分治访问，如两个cpu访问同一块内存。这样容易扩展。对单内存cpu竞争减少。router 跨cpu 实现不同cpu 之间的通信
Java线程的创建过程
调用 Thread.start() 方法，进入到JVM层面，在JVM层面，会把Java的Thread对象，转换为操作系统的真实的线程对象。JVM 调用操作系统的API，创建了一个操作系统的线程、先为线程分配JVM的栈、相关的内存，准备好了之后，就会启动这个线程。执行run方法中的代码逻辑 。通过管理这个操作系统的生命周期（实际由JVM统一管理），实现了多线程程序。
Java Thread 使用示例
public static void main(String[] args) {
Runnable task = () -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
Thread thread = Thread.currentThread();
System.out.println("当前线程 " + thread);
};
Thread thread = new Thread(task);
thread.setName("test-thread-1");
thread.setDaemon(true);
thread.start();
}
按照我们正常的思维来说：这段代码应该输出的是
test-thread-1,但是事与愿违。JVM 中所有的线程都是守护线程的时候，jvm 会 提前终止。这段代码输出为空。当新启的线程不是守护线程的时候，JVM 不会终止掉这个进程。
常用方法汇总
- Thread
| 重要属性与方法 | 说明 |
|---|---|
| volatile String name | 线程名称-诊断分析使用 |
| boolean daemon | 是否为守护线程，决定JVM 优雅的关闭 |
| Runnable target | 线程任务，只能通过构造方法传入 |
| synchronized void start() | 启动新线程，并执行run里面重载的方法 |
| void join() | 等待某个线程执行完毕（汇合结果） |
| currentThread() | 静态方法，获取当前线程信息 |
| sleep | 线程睡眠并让出等待时间 |
- Object
| wait & notify （统一协调调度的重要手段） | 说明 |
|---|---|
| wait() | 放弃锁 + 等待 0 ms + 尝试获取锁 |
| native wait(long) | 放弃锁 + wait + 到时间自动唤醒/中途被唤醒 + 尝试获取锁 |
| native notify | 发送信号 通知一个等待线程 |
| native notifyAll | 发送信号 通知所有等待线程 |
- slepp & wait
sleep ，释放cpu 、但不会释放锁。 wait ： 释放对象锁。
- 方法对应状态改变
| 方法 | 状态 |
|---|---|
| sleep | TIMED_WAITING ， 不会释放锁，给其他线程执行机会的最佳方式 |
| yield | 当前线程调用此方法，当前线程放弃所持有的cpu时间片 ，但不释放任何资源，由RUNNING -> 就绪 状态，让 操作系统继续选择。该方法与 slepp 类似，但是不能由用户控制暂停时间。如果cpu不是很忙碌，他会立马再次进入 运行状态。 |
| join | 在当前线程里调用其他线程的join方法，线程进入 WAITING/TIMED_WAITING 状态，当前线程不会释放对象锁，由于Join 本身是 wait ，所以会释放 其他线程所持有的对象锁 |
| wait | 释放锁，进入等待队列，依靠 notify 或 notifyAll 方法唤醒，或者等待时间到了自动唤醒。 |
| notify | 将单个线程调用的wait或多个线程调用的wait 给唤醒 ，选择是任意性的。notifyAll 唤醒 obj monitor 上等待的所有的线程 |
- Thread 异常中断与处理
- 内部自己处理，不throws到外层。(future 例外)
- wait、sleep、join 三个方法可能会抛出 interrupt 异常，在该线程被阻塞的时候调用interrupt() 会抛出。 如果线程没有被阻塞interrupt（）方法没有任何效果，但是后续调用 阻塞方法则会直接跑出 异常。
- 计算密集型可以采用异常打断的方法100万次大循环 可以拆分两层循环，在大循环外面sleep 或者 设计 全局变量维护 抛异常或者全局变量改变的时候，计算可以退出，或者做一些其他操作。
