五分鐘看穿Java并發(fā)相關(guān)概念，并發(fā)原來如此簡單

本文主要對(duì)Java并發(fā)(Concurrent)相關(guān)的概念進(jìn)行說明。

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1.進(jìn)程(Process)與線程(Thread)

進(jìn)程是系統(tǒng)資源分配的最小單元。線程是CPU調(diào)度的最小單元。
一個(gè) 進(jìn)程至少包含一個(gè)線程，可以包含多個(gè)線程。這些線程共享這個(gè)進(jìn)程的資源。
每個(gè)線程都擁有獨(dú)立的運(yùn)行棧和程序計(jì)數(shù)器，線程切換開銷小。
多進(jìn)程指的是操作系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序，如當(dāng)前操作系統(tǒng)中同時(shí)運(yùn)行著QQ、IE、微信等程序。
多線程指的是同一進(jìn)程中同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程，如迅雷運(yùn)行時(shí)，可以開啟多個(gè)線程，同時(shí)進(jìn)行多個(gè)文件的下載。
2.并行(Parallel)、并發(fā)(Concurrent)與多線程(Multithreading)
并行是指多個(gè)任務(wù)在同一時(shí)刻進(jìn)行。并發(fā)是指多個(gè)任務(wù)在同一時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。
并行是物理上的同時(shí)發(fā)生，而并發(fā)是邏輯上的同時(shí)發(fā)生。
體現(xiàn)在程序上：并行是指多個(gè)CPU內(nèi)核在同一時(shí)刻，同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。并發(fā)是指單個(gè)CPU內(nèi)，通過CPU調(diào)度算法，讓用戶感覺在同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。
更形象的說法：并行是指兩隊(duì)人員同時(shí)使用兩臺(tái)咖啡機(jī)。并發(fā)是指兩隊(duì)人員交替使用同一臺(tái)咖啡機(jī)?！?Erlang 之父 Joe Armstrong。

多線程即多個(gè)線程，一般只多個(gè)同時(shí)在運(yùn)行的單線程。
如果是在單核CPU上，多線程肯定是并發(fā)運(yùn)行的。如果是在多核CPU上，這些多線程也可能是并行運(yùn)行。
3.線程安全
線程安全，指的是在并發(fā)的情況之下，線程的調(diào)度順序不影響運(yùn)行結(jié)果。

如不加鎖控制的轉(zhuǎn)賬操作，在單線程運(yùn)行中是安全的，但是在多線程環(huán)境中，肯定是不安全的。
這里只給出示例，具體邏輯就沒不解釋了。

void transferMoney(User from, User to, float amount){
    to.setMoney(to.getBalance() + amount);
    from.setMoney(from.getBalance() - amount);
}

4.死鎖

死鎖是指兩個(gè)或更多線程阻塞著等待其它處于死鎖狀態(tài)的線程所持有的鎖。

例如，

如果線程1鎖住了A，然后嘗試對(duì)B進(jìn)行加鎖，同時(shí)線程2已經(jīng)鎖住了B，接著嘗試對(duì)A進(jìn)行加鎖，這時(shí)死鎖就發(fā)生了。
線程1永遠(yuǎn)得不到B，線程2也永遠(yuǎn)得不到A，并且它們永遠(yuǎn)也不會(huì)知道發(fā)生了這樣的事情。
為了得到彼此的對(duì)象（A和B），它們將永遠(yuǎn)阻塞下去。這種情況就是一個(gè)死鎖。
5.并發(fā)優(yōu)點(diǎn)
5.1.資源利用率高
假定場景：需要從本地讀取和處理兩個(gè)文件，讀取一個(gè)文件需要5秒，處理一個(gè)文件需要2秒。
單線程：
```
5秒讀取文件A
2秒處理文件A
5秒讀取文件B
2秒處理文件B

總共需要14秒


多線程：

5秒讀取文件A
5秒讀取文件B + 2秒處理文件A

2秒處理文件B

總共需要12秒
```

總結(jié)：

在等待磁盤讀取文件的時(shí)候，CPU大部分時(shí)間是空閑的。
利用多線程編程，可以在磁盤讀取文件的CPU空閑時(shí)間內(nèi)做一些其他的事情。
所以說，使用多線程資源利用率更高。

5.2.程序響應(yīng)更快

一個(gè)桌面應(yīng)用程序存在多個(gè)按鈕。點(diǎn)擊這些按鈕，可以分別進(jìn)行一些耗時(shí)的工作。

單線程：

每次點(diǎn)擊一個(gè)按鈕，都會(huì)進(jìn)行一項(xiàng)耗時(shí)的工作。必須等待此項(xiàng)工作完成之后，才能繼續(xù)監(jiān)聽用戶操作。這時(shí)，用戶才能點(diǎn)擊其他按鈕，進(jìn)行其他的工作。這樣的應(yīng)用程序，對(duì)用戶而言，響應(yīng)十分慢，體驗(yàn)度很差。

多線程：

每次點(diǎn)擊一個(gè)按鈕，都會(huì)啟動(dòng)一個(gè)子線程去進(jìn)行這項(xiàng)耗時(shí)的工作，主線程繼續(xù)監(jiān)聽用戶操作。這種情況下，用戶可以快速的分別點(diǎn)擊需要處理的按鈕。這樣的應(yīng)用程序，對(duì)用戶而言，響應(yīng)很快，體驗(yàn)度很好。