Java面试之什么是多线程(一)

程序(Procedure)。是含有指令和数据的文件，被存储在磁盘或其他的数据存储设备中，也就是说程序是静态的代码。

进程(Process)。是操作系统中正在运行的一个程序，是系统进行资源分配和调度的基本单位。

进程通信是指不同进程之间进行数据交换和协调的过程。在操作系统中有多种进程通信方式，包括以下几种：

管道：管道是指一种单向通信机制，它可以在两个进程之间传输数据。管道分为有名管道和匿名管道，有名管道可以在不同进程之间共享，而匿名管道只能在父子进程之间共享。

共享内存：共享内存是指多个进程可以访问同一块物理内存的机制，这样就可以避免数据的复制和传输，提高了数据访问的效率。Java中可以使用共享内存实现进程间通信的方式是使用Memory Mapped Files。

信号量：信号量是一种计数器，它可以用来控制多个进程对共享资源的访问。当多个进程同时访问某个共享资源时，通过对信号量的操作来实现对资源的互斥访问。

消息队列：消息队列是一种基于消息的通信机制，它可以在进程之间传递数据。每个进程都有一个消息队列，它们之间通过发送和接收消息来进行通信。

套接字：套接字是一种网络通信机制，它可以在不同主机上的进程之间传递数据，实现进程之间的通信和协调。

RPC：RPC是一种远程过程调用协议，它可以实现在不同主机上的进程之间调用函数和传递参数，类似于本地调用函数一样方便。RPC的实现方式包括基于消息传递、基于共享内存和基于套接字等多种方式。

线程(Thread)。是进程中的一个实体，有单独的一条执行路径，是CPU分配和调度的基本单位。线程是不会独立存在的，一个进程中至少有一个线程。进程中的多个线程共享进程的资源，这些线程可以并行或并发地执行，从而提高程序的效率和响应速度。

线程通信是指多个线程之间相互协作完成任务的过程。在Java中，线程通信主要通过共享内存和对象的等待和通知机制来实现。

共享内存：在共享内存的并发模型里，线程之间共享程序的公共状态，线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信。典型的共享内存通信方式，就是通过共享对象进行通信。例如线程A与线程B之间如果要通信的话，那么就必须经历下面两个步骤:

1.线程A把本地内存A更新过的共享变量刷新到主内存中去。

2.线程B到主内存中去读取线程A之前更新过的共享变量。

消息传递：在消息传递的并发模型里，线程之间没有公共状态，线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信。在Java中典型的消息传递方式，就是wait()和notify()或者BlockingQueue。

Java中的线程是程序执行的最小单元，它是由操作系统调度的独立执行的单位。Java中可以通过创建Thread类的实例来创建新的线程，也可以通过实现Runnable接口来创建线程。

用户线程(User Thread)。是指用户程序中创建的线程。比如在JVM启动时会调用main()函数，main()函数所在的线程就是一个用户线程，它们的执行不会影响程序的生命周期。当程序的所有用户线程都执行完毕时，程序才会退出。用户线程通常是通过调用Thread类的start()方法创建的，它们会一直运行直到程序退出或者调用stop()方法强制终止线程。

守护线程(Daemon Thread)。是指在程序运行过程中在后台提供服务的线程。比如垃圾回收线程、JIT线程都是守护线程，通常被用来执行一些与程序周期性无关的任务。当程序中只剩下守护线程时，程序就会退出。守护线程可以通过调用Thread类的setDaemon(true)方法设置为守护线程。

守护线程和用户线程之间有一个重要的区别，即守护线程不会阻止程序的退出。当程序退出时，守护线程会自动终止。因此，开发者需要根据具体的需求来选择使用用户线程还是守护线程。

需要注意的是，线程属性的设置需要在线程启动之前，否则会报IllegalThreadStateException异常。当程序中只剩下守护线程时，它们可能会突然终止，因此开发者需要避免在守护线程中执行一些需要保证完整性的操作，例如写文件、访问数据库等。

并行(Parallelism)。是指多个任务同时执行的过程，这些任务可以在多个处理器上并行执行，也可以在单个处理器上通过多个线程并行执行。比如在4核4线程的CPU架构中，同一时刻可以运行4个线程，那这4个线程就是并行执行的。并行的主要目的是提高程序的执行效率和性能，因为它可以让多个任务同时运行，从而减少等待时间和延迟。

并发(Concurrency)。是指多个任务交替执行的过程，这些任务可能在同一个处理器上通过时间片轮转机制交替执行，也可能在多个处理器上并行执行。比如在单核CPU架构中，OS通过CPU时间片机制提升CPU的并发能力；在多核CPU架构中，基于任务的并行执行能力以及CPU时间片切换的能力来提升CPU的并发能力。并发的主要目的是提高程序的响应能力和交互性，因为它可以让程序在等待某些操作完成的同时执行其他任务，从而让程序看起来更加快速和流畅。

需要注意的是，并行和并发并不是互相排斥的概念。在实际应用中，我们通常会同时使用并行和并发，以实现更高效、更灵活的程序设计。例如，在多核处理器上执行多个线程的时候，我们既可以使用并行来提高执行效率，也可以使用并发来提高响应能力和用户体验。

总的来说，并行是一个微观概念，描述CPU同时执行多个任务的能力。并发是一个宏观概念，它指的是CPU能够承载的压力大小。

多线程是指在同一个程序中，同时运行多个线程(线程是操作系统调度的最小单位)，每个线程都可以执行不同的任务或指令。多线程的主要目的是提高程序的并发性和响应性，可以更充分地利用计算机的 CPU 和其他资源，从而提高程序的执行效率和用户体验。