一、概念介紹

什么是線程，什么是進程，兩者有什么關系？

????????進程是操作系統(tǒng)資源分配的獨立單位；而線程是操作系統(tǒng)能夠進行調度和分派的最小單位；線程包含于進程之中，是進程中的實際運作單位。

例如：

正在運行的360安全衛(wèi)士就屬于一個進程

使用360衛(wèi)士中的各個功能時，就屬于開啟一個線程

1.Thread類與Runnable接口

為什么有了Thread類還要有Runnable接口，兩者各有什么用途？

????????他們兩個最主要的區(qū)別：一個是接口一個是實現(xiàn)類，常用接口可以避免單繼承的局限性外，具體區(qū)別是：繼承Thread類的方式可能會導致類的局部變量不能正確的被共享。因為每個線程都是一個獨立的對象，它們之間不能共享實例變量，如果需要共享變量，就必須使用靜態(tài)變量或共享對象鎖。而使用Runnable接口的方式，多個線程可以共享同一個Runnable實例，從而共享實例變量。

????????使用Runnable接口可以更好的體現(xiàn)面向對象編程的思想，把任務和線程分離開來?？梢园讶蝿债斪饕粋€對象，而線程可以看作是該對象（任務）的執(zhí)行者。這樣就可以更好的實現(xiàn)模塊化設計，提高代碼的可重用性和可維護性。

????????使用Runnable接口可以更好地處理多個線程之間的交互和協(xié)作。因為實現(xiàn)了Runnable接口的實例可以作為參數(shù)傳遞給Thread類的構造函數(shù)，因此線程（一個Thread實例）可以共享同一個Runnable實例，并且多個線程可以同時執(zhí)行同一個Runnable實例的不同方法，從而實現(xiàn)多個線程之間的交互和協(xié)作。總的來說，使用Runnable接口的方式更加靈活和通用，可以實現(xiàn)更多的多線程編程場景，更好的體現(xiàn)面向對象編程的思想，提高代碼的可重用性和可維護性。

????????但是，使用Thread類的方式也有其適用的場景，例如在一些簡單的多線程編程場景中可以使用繼承Thread類的方式來實現(xiàn)。

2.并發(fā)和并行的區(qū)別

(1).處理任務不同

????????并發(fā)(Concurrent)是一個CPU同時處理多個線程任務。（宏觀上是同時處理多個任務，微觀上其實是CPU在多個線程之間快速的交替執(zhí)行。操作系統(tǒng)中有一個組件叫做任務調度器，它將CPU的時間片分配給各個線程使用，在一個時間段的線程運行時，其他線程處于掛起狀態(tài)，這種就稱之為并發(fā)。
????????并行(parallel)是多個CPU處理器同時處理多個線程任務。（當一個CPU執(zhí)行一個線程時，另一個CPU可以執(zhí)行另一個線程，兩個線程互不搶占CPU資源，可以同時進行，這就被稱之為并行。)

(2).CPU資源不同

????????并發(fā)過程中，線程之間會去搶占CPU資源，輪流便用。并行過程中，線程間不會搶占CPU資源。（因為是多個CPU處理器，各做各的。）

3.什么是線程池，使用線程池有哪些優(yōu)勢？

? ? ? ? 什么是線程池？
????????線程池，是一種線程使用模式，線程池維護著多個線程，等待著管理者為其分配可并發(fā)執(zhí)行的任務，就是可管理、維護和分配線程的“池子”。

? ? ? ? 為什么使用線程池？

????????為了減少創(chuàng)建和銷毀線程的次數(shù)，讓每個線程郜可以多次的使用；
????????利用線程池可以根據系統(tǒng)情況調整線程的數(shù)量，防止消耗過多內存。在實際使用中，服務器在創(chuàng)建和銷毀線程上花費的時間和系統(tǒng)資源都相當大，使用線程池就可以優(yōu)化這些消耗。

????????通俗的說：使用線程池就是為了讓線程對象可以反復的復用，不需要每次執(zhí)行任務時構建一個新的線程，等到任務處理完后再銷毀。

（1）使用線程池的優(yōu)勢：

（2）線程池的應用場景

二、Java內置線程池的使用方法

（一）線程池類：ThreadPoolExecutor的介紹

????????我們要想自定義線程池,必須先了解線程池的工作原理，才能自己定義線程池 這里我們通過觀察java中ThreadPoolExecutor的源碼來學習線程池的原理 (源碼演示在idea中查看)

1.ThreadPoolExecutor的構造方法（了解這七個核心參數(shù)）

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, //核心線程數(shù)量int maximumPoolSize, //最大線程數(shù)long keepAliveTime, //最大空閑時間TimeUnit unit, ? ? ?//時間單位BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任務隊列ThreadFactory threadFactory, ? ? ?//線程工廠RejectedExecutionHandler handler //飽和處理機制)

• int corePoolSize：核心線程數(shù)量

• int maximumPoolSize：最大線程數(shù)

• long keepAliveTime：最大空閑時間，當線程空閑的時長達到該時間時，會被自動回收。

• TimeUnit unit：設置最大空閑時間的時間單位

• BlockingQueue<Runnable>workQueue：任務隊列，當線程池中所有線程都不空閑時，線程池在收到任務時，會在該隊列中等候；

• ThreadFactory threadFactory：線程工廠

• RejectedExecutionHandler handler：飽和處理機制，當線程池中的線程已達到最大線程數(shù)量，且都在工作；并且任務隊列上也已經排滿等候的任務時，證明當前線程池已經飽和，此時再來任務將會觸發(fā)該機制。

2.線程池的工作流程

我們通過下面一個場景來理解ThreadPoolExecutor中的各個參數(shù)，以及線程池的工作流程:

????????a客戶(任務)去銀行(線程池)辦理業(yè)務，但銀行剛開始營業(yè)，窗口服務員還未就位(相當于線程池中初始線程數(shù)量為0)，于是經理(線程池管理者)就安排1號工作人員(創(chuàng)建1號線程執(zhí)行任務)接待a客戶(創(chuàng)建線程)；

????????在a客戶業(yè)務還沒辦完時，b客戶(任務)又來了，于是經理(線程池管理者)就安排2號工作人員(創(chuàng)建2號線程執(zhí)行任務)接待b客戶(又創(chuàng)建了一個新的線程) 假設該銀行總共就2個窗口(核心線程數(shù)量是2)；

????????緊接著在a，b客戶都沒有結束的情況下客戶來了，于是經理(線程池管理者)就安排c客戶先坐到銀行大廳的座位上(空位相當于是任務隊列)等候，并告知他: 如果1、2號工作人員空出，c就可以前去辦理業(yè)務；

????????此時d客戶又到了銀行，(工作人員都在忙，大廳座位也滿了)于是經理趕緊安排臨時工(新創(chuàng)建一個線程)在大堂站著，手持pad設備給d客戶辦理業(yè)務；

????????假如前面的業(yè)務都沒有結束的時候e客戶又來了，此時正式工作人員都上了，臨時工也上了，座位也滿了(臨時工加正式員工的總數(shù)量就是最大線程數(shù))，于是經理只能按《超出銀行最大接待能力處理辦法》(飽和處理機制)拒接接待e客戶；

????????最后，進來辦業(yè)務的人少了，大廳的臨時工空閑時間也超過了1個小時(最大空閑時間)，經理就會讓這部分空閑的臨時員工下班。(銷毀線程)

????????但是為了保證銀行正常工作(有一個alowCoreThreadTimeout變量控制是否允許銷毀核心線程，默認false)，即使正式員工閑著，也不得提前下班，所以1、2號工作人員繼續(xù)待著(池內保持核心線程數(shù)量)；

3. 線程池的4個參數(shù)的設計:

（1）核心線程數(shù)(corePoolSize)

核心線程數(shù)的設計需要依據任務的處理時間和每秒產生的任務數(shù)量來確定，例如:

執(zhí)行一個任務需要0.1秒,系統(tǒng)百分之80的時間每秒都會產生100個任務,那么要想在1秒內處理完這100個任務,就需要10個線程,此時我們就可以設計核心線程數(shù)為10；當然實際情況不可能這么平均,所以我們一般按照8020原則設計即可,既按照百分之80的情況設計核心線程數(shù),剩下的百分之20可以利用最大線程數(shù)處理。

（2）任務隊列長度(workQueue)

任務隊列長度一般設計為:核心線程數(shù)/單個任務執(zhí)行時間*2即可；例如上面的場景中,核心線程數(shù)設計為10,單個任務執(zhí)行時間為 0.1秒,則隊列長度可以設計為200。

（3）最大線程數(shù)(maximumPoolSize)

最大線程數(shù)的設計除了需要參照核心線程數(shù)的條件外,還需要參照系統(tǒng)每秒產生的最大任務數(shù)決定:例如:上述環(huán)境中,如果系統(tǒng)每秒最大產生的任務是1000個。那么,最大線程數(shù)=(最大任務數(shù)-任務隊列長度)單個任務執(zhí)行時間；既:最大線程數(shù)=(1000-200)0.1=80個。

（4）最大空閑時間(keepAliveTime)

這個參數(shù)的設計完全參考系統(tǒng)運行環(huán)境和硬件壓力設定,沒有固定的參考值,用戶可以根據經驗和系統(tǒng)產生任務的時間間隔合理設置一個值即可。

注意：上面4個參數(shù)的設置只是一般的設計原則,并不是固定的,用戶也可以根據實際情況靈活調整!

4.線程池類：ThreadPoolExecutor的實際使用

1.自定義線程池-實現(xiàn)步驟

• （1）編寫任務類(MyTask)，實現(xiàn)Runnable接口;

• （2）編寫線程類(MyWorker)，用于執(zhí)行任務,需要持有所有任務:

• （3）編寫線程池類(MyThreadPool)，包含提交任務,執(zhí)行任務的能力;

• （4）編寫測試類(MyTest)，創(chuàng)建線程池對象,提交多個任務測試; （具體代碼參考idea）

小提示：關于線程池的功能比較繁多，這里僅僅模擬了核心功能，其他功能大家可以自行考補全；