本文最后更新于 2023-09-19，文章内容可能已经过时。

1 什么是 JUC

1.1 JUC 简介

这部分建议结合JAVA基础的多线程一起看

在 Java 中，线程部分是一个重点，本篇文章说的 JUC 也是关于线程的。JUC 就是 java.util.concurrent 工具包的简称。这是一个处理线程的工具包，JDK 1.5 开始出现的。

1.2 进程与线程

程序（program）：为完成特定任务，用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象。
进程（process）：**程序的一次执行过程，或是正在内存中运行的应用程序。**如：运行中的QQ，运行中的网易音乐播放器。
- 每个进程都有一个独立的内存空间，系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。（生命周期）
- 程序是静态的，进程是动态的
- 进程作为操作系统调度和分配资源的最小单位（亦是系统运行程序的基本单位），系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域。
- 现代的操作系统，大都是支持多进程的，支持同时运行多个程序。比如：现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。
线程（thread）：进程可进一步细化为线程，是程序内部的一条执行路径。一个进程中至少有一个线程。
- 一个进程同一时间若并行执行多个线程，就是支持多线程的。
- 线程作为CPU调度和执行的最小单位。
- **一个进程中的多个线程共享相同的内存单元，它们从同一个堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。**这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。

不同的进程之间是不共享内存的。

进程之间的数据交换和通信的成本很高。

1.3 线程的状态

1.3.1 线程状态枚举类

Thread.State

**NEW（新建）：**线程刚被创建，但是并未启动。还没调用start方法。
RUNNABLE（可运行）：这里没有区分就绪和运行状态。因为对于Java对象来说，只能标记为可运行，至于什么时候运行，不是JVM来控制的了，是OS来进行调度的，而且时间非常短暂，因此对于Java对象的状态来说，无法区分。
Teminated（被终止）：表明此线程已经结束生命周期，终止运行。
重点说明，根据**Thread.State的定义，阻塞状态分为三种：BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING。**
- BLOCKED（锁阻塞）：在API中的介绍为：一个正在阻塞、等待一个监视器锁（锁对象）的线程处于这一状态。只有获得锁对象的线程才能有执行机会。
  - 比如，线程A与线程B代码中使用同一锁，如果线程A获取到锁，线程A进入到Runnable状态，那么线程B就进入到Blocked锁阻塞状态。
- TIMED_WAITING（计时等待）：在API中的介绍为：一个正在限时等待另一个线程执行一个（唤醒）动作的线程处于这一状态。
  - 当前线程执行过程中遇到Thread类的sleep或join，Object类的wait，LockSupport类的park方法，并且在调用这些方法时，设置了时间，那么当前线程会进入TIMED_WAITING，直到时间到，或被中断。
- WAITING（无限等待）：在API中介绍为：一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的（唤醒）动作的线程处于这一状态。
  - 当前线程执行过程中遇到遇到Object类的wait，Thread类的join，LockSupport类的park方法，并且在调用这些方法时，没有指定时间，那么当前线程会进入WAITING状态，直到被唤醒。
    - 通过Object类的wait进入WAITING状态的要有Object的notify/notifyAll唤醒；
    - 通过Condition的await进入WAITING状态的要有Condition的signal方法唤醒；
    - 通过LockSupport类的park方法进入WAITING状态的要有LockSupport类的unpark方法唤醒
    - 通过Thread类的join进入WAITING状态，只有调用join方法的线程对象结束才能让当前线程恢复；

说明：当从WAITING或TIMED_WAITING恢复到Runnable状态时，如果发现当前线程没有得到监视器锁，那么会立刻转入BLOCKED状态。

1.3.2 wait/sleep 的区别

（1）sleep 是 Thread 的静态方法，wait 是 Object 的方法，任何对象实例都能调用。

（2）sleep 不会释放锁，它也不需要占用锁。wait 会释放锁，但调用它的前提是当前线程占有锁(即代码要在 synchronized 中)。

（3）它们都可以被 interrupted 方法中断。

1.4 并发与并行

并行（parallel）：**指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。指在同一时刻，有多条指令在多个CPU上同时执行。**比如：多个人同时做不同的事。

并发（concurrency）：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。即在一段时间内，有多条指令在单个CPU上快速轮换、交替执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果。

在操作系统中，启动了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单核 CPU 系统中，每一时刻只能有一个程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。

而在多核 CPU 系统中，则这些可以 并发执行的程序便可以分配到多个CPU上，实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。 目前电脑市场上说的多核 CPU，便是多核处理器，核越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。

要解决大并发问题，通常是将大任务分解成多个小任务, 由于操作系统对进程的调度是随机的，所以切分成多个小任务后，可能会从任一小任务处执行。这可能会出现一些现象：

• 可能出现一个小任务执行了多次，还没开始下个任务的情况。这时一般会采用队列或类似的数据结构来存放各个小任务的成果

• 可能出现还没准备好第一步就执行第二步的可能。这时，一般采用多路复用或异步的方式，比如只有准备好产生了事件通知才执行某个任务。

• 可以多进程/多线程的方式并行执行这些小任务。也可以单进程/单线程执行这些小任务，这时很可能要配合多路复用才能达到较高的效率

1.5 管程

管程(monitor)是保证了同一时刻只有一个进程在管程内活动,即管程内定义的操作在同一时刻只被一个进程调用(由编译器实现)

但是这样并不能保证进程以设计的顺序执行 JVM 中同步是基于进入和退出管程(monitor)对象实现的，每个对象都会有一个管程(monitor)对象，管程(monitor)会随着 java 对象一同创建和销毁执行线程首先要持有管程对象，然后才能执行方法，当方法完成之后会释放管程，方法在执行时候会持有管程，其他线程无法再获取同一个管程

1.6 用户线程和守护线程

用户线程:平时用到的普通线程,自定义线程

守护线程:运行在后台,是一种特殊的线程,比如垃圾回收

当主线程结束后,用户线程还在运行, JVM 存活

如果没有用户线程,都是守护线程, JVM 结束

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :: " + Thread.currentThread().isDaemon());
        }, "线程1");
		
       	// 如果注释掉这句 会发现主线程结束的时候 整个进程没有结束 
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        Thread.sleep(3000);
    }
}