java并发编程JUC：一、专栏配置+进程与线程+并行和并发+同步和异步+线程的创建、调用、查看、运行原理和相关API

专栏配置

pom.xml

<properties>
	 <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
	 <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
</properties>
<dependencies>
	 <dependency>
		 <groupId>org.projectlombok</groupId>
		 <artifactId>lombok</artifactId>
		 <version>1.18.10</version>
	 </dependency>
	 <dependency>
		 <groupId>ch.qos.logback</groupId>
		 <artifactId>logback-classic</artifactId>
		 <version>1.2.3</version>
	 </dependency>
</dependencies>

logback.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration
	 xmlns="http://ch.qos.logback/xml/ns/logback"
	 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	 xsi:schemaLocation="http://ch.qos.logback/xml/ns/logback logback.xsd">
 <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
	 <encoder>
		 <pattern>%date{HH:mm:ss} [%t] %logger - %m%n</pattern>
	 </encoder>
 </appender>
 <logger name="c" level="debug" additivity="false">
	 <appender-ref ref="STDOUT"/>
 </logger>
 <root level="ERROR">
	 <appender-ref ref="STDOUT"/>
 </root>
</configuration>

进程与线程

进程

程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至 CPU，数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的。
当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码至内存，这时就开启了一个进程。
进程就可以视为程序的一个实例。大部分程序可以同时运行多个实例进程（例如记事本、画图、浏览器等），也有的程序只能启动一个实例进程（例如网易云音乐、360 安全卫士等）

线程

一个进程之内可以分为一到多个线程。
一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行
Java 中，线程作为最小调度单位，进程作为资源分配的最小单位。在 windows 中进程是不活动的，只是作为线程的容器。

二者对比

进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集
进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享
进程间通信较为复杂
- 同一台计算机的进程通信称为 IPC（Inter-process communication）
- 不同计算机之间的进程通信，需要通过网络，并遵守共同的协议，例如 HTTP
线程通信相对简单，因为它们共享进程内的内存，一个例子是多个线程可以访问同一个共享变量
线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低

并行和并发

并发

线程轮流使用cpu的做法称之为并发，concurrent。
例子：一个人做饭、打扫卫生、给孩子喂奶，她一个人轮流交替做这多件事，这时就是并发。

并行

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，parallel。
例子：一个人雇了个保姆，她们一起这些事，这时既有并发，也有并行（这时会产生竞争，例如锅只有一口，一个人用锅时，另一个人就得等待）

微观串行，宏观并行

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。

拓展

引用 Rob Pike（golang的创造者）的一段描述：
并发（concurrent）是同一时间应对（dealing with）多件事情的能力
并行（parallel）是同一时间动手做（doing）多件事情的能力

同步和异步

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

以应用角度来讲，如果 1. 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 2. 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 3. ui 程序中，开线程进行其他操作，避免阻塞 ui 线程
以单核多核角度来讲，

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,不是所有计算任
务都能拆分（参考后文的【阿姆达尔定律】）,也不是所有任务都需要拆分.
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。

线程

创建线程

直接使用Thread

// 构造方法的参数是给线程指定名字，也可以不指定
Thread t1 = new Thread("t1") {
 @Override
 // run 方法内实现了要执行的任务
 public void run() {
 log.debug("hello");
 }
};
t1.start();

Runnable配合Thread

// 创建任务对象
Runnable task2 = new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
 log.debug("hello");
 }
};
// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
t2.start();

lambda简化

java8后可以用lambda精简代码

// 创建任务对象
Runnable task2 = () -> log.debug("hello");
// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
t2.start();

优势

用 Runnable 更容易与线程池等高级 API 配合
用 Runnable 让任务类脱离了 Thread 继承体系，更灵活

FutureTask配合Thread

// 创建任务对象
FutureTask<Integer> task3 = new FutureTask<>(() -> {
 log.debug("hello");
 return 100;
});
// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
new Thread(task3, "t3").start();
// 主线程阻塞，同步等待 task 执行完毕的结果
Integer result = task3.get();
log.debug("结果是:{}", result);

优势

FutureTask 能够接收 Callable 类型的参数，用来处理有返回结果的情况

查看

windows

任务管理器可以查看进程和线程数，也可以用来杀死进程
tasklist 查看进程
taskkill 杀死进程

linux

ps -fe 查看所有进程
ps -fT -p 查看某个进程（PID）的所有线程
kill 杀死进程
top 按大写 H 切换是否显示线程
top -H -p 查看某个进程（PID）的所有线程

Java

jps 命令查看所有 Java 进程
jstack 查看某个 Java 进程（PID）的所有线程状态
jconsole 来查看某个 Java 进程中线程的运行情况（图形界面）

jconsole 远程监控配置

需要以如下方式运行你的 java 类

java -Djava.rmi.server.hostname=`ip地址` -Dcom.sun.management.jmxremote -
Dcom.sun.management.jmxremote.port=`连接端口` -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=是否安全连接 -
Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=是否认证 java类