java juc 01 进程与线程

进程和线程的概念

并行和并发的概念

线程基本应用

ps ：随便写写，今天就是开个新章

对比维度	进程（Process）	线程（Thread）
基本概念	程序运行时的一个实例，用来加载指令、管理内存、管理 IO	进程内部的一条执行路径（指令流），由 CPU 调度执行
包含关系	一个进程可以包含多个线程	线程必须依附于进程存在
调度单位（Java）	资源分配的最小单位	CPU 最小调度单位
资源占有	拥有独立的内存空间、文件句柄、IO 资源等	共享所属进程的资源（内存、文件、IO）
独立性	进程之间基本相互独立	同一进程内线程相互依赖
通信方式	进程通信复杂：IPC、管道、消息队列、网络协议等	线程通信简单：共享内存、共享变量即可
创建/销毁开销	开销大，系统资源消耗多	开销小，更轻量
上下文切换成本	较高（涉及地址空间切换）	较低（共享进程资源）
典型例子	打开多个浏览器窗口 = 多个进程	浏览器一个进程内：渲染线程、网络线程等
Windows 特点	进程更多作为线程的容器，本身不直接执行	真正执行任务的是线程

并行与并发

单核 cpu 下，线程实际还是串行执行的。操作系统中有一个组件叫做任务调度器，将 cpu 的时间片（windows

下时间片最小约为 15 毫秒）分给不同的程序使用，只是由于 cpu 在线程间（时间片很短）的切换非常快，人类感觉是同时运行的。总结为一句话就是： 微观串行，宏观并行

一般会将这种线程轮流使用 CPU 的做法称为并发， concurrentr 多个任务在同一时间段内交替执行

多核 cpu下，每个核（core）都可以调度运行线程，这时候线程可以是并行的。

多个任务在同一时刻真正同时执行

应用

以调用方角度来讲，如果

需要等待结果返回，才能继续运行就是同步

不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步

多线程可以让方法执行变为异步的（即不要巴巴干等着）比如说读取磁盘文件时，假设读取操作花费了 5 秒钟，如

果没有线程调度机制，这 5 秒 cpu 什么都做不了，其它代码都得暂停...

比如在项目中，视频文件需要转换格式等操作比较费时，这时开一个新线程处理视频转换，避免阻塞主线程

tomcat 的异步 servlet 也是类似的目的，让用户线程处理耗时较长的操作，避免阻塞 tomcat 的工作线程

ui 程序中，开线程进行其他操作，避免阻塞 ui 线程

java 复制代码

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class tttest {

    public class ParallelComputeDemo {

        public static void main(String[] args) throws Exception {

            // 1. 创建线程池（CPU核心数）
            ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(
                    Runtime.getRuntime().availableProcessors()
            );

            long start = System.currentTimeMillis();

            // 2. 并行执行三个任务
            CompletableFuture<Integer> task1 =
                    CompletableFuture.supplyAsync(() -> compute(10), pool);

            CompletableFuture<Integer> task2 =
                    CompletableFuture.supplyAsync(() -> compute(11), pool);

            CompletableFuture<Integer> task3 =
                    CompletableFuture.supplyAsync(() -> compute(9), pool);

            // 3. 汇总（等待所有任务完成）
            Integer result = CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3)
                    .thenApply(v -> task1.join() + task2.join() + task3.join())
                    .get();

            long end = System.currentTimeMillis();

            System.out.println("最终汇总结果 = " + result);
            System.out.println("总耗时 = " + (end - start) + "ms");

            pool.shutdown();
        }

        // 模拟计算任务
        private static int compute(int time) {
            try {
                Thread.sleep(time);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return time;
        }
    }

}

最终汇总结果 = 30

总耗时 = 14ms

单核 cpu 下，多线程不能实际提高程序运行效率，只是为了能够在不同的任务之间切换，不同线程轮流使用

cpu ，不至于一个线程总占用 cpu，别的线程没法干活

多核 cpu 可以并行跑多个线程，但能否提高程序运行效率还是要分情况的

有些任务，经过精心设计，将任务拆分，并行执行，当然可以提高程序的运行效率。但不是所有计算任务都能拆分也不是所有任务都需要拆分，任务的目的如果不同，谈拆分和效率没啥意义

IO 操作不占用 cpu，只是我们一般拷贝文件使用的是【阻塞 IO】，这时相当于线程虽然不用 cpu，但需要一直等待 IO 结束，没能充分利用线程。所以才有后面的【非阻塞 IO】和【异步 IO】优化