作為IT程式猿，掌握多執行緒是作為伺服器開發人員不可缺少的技能之一，同時在單核CPU的情況下，為了模擬多核的情況，我們也必須掌握多執行緒程式設計的問題，下來我們瞭解一下並行程式設計：

一：前提知識的相關概念

同步、非同步：

同步非同步通常形容方法呼叫，

同步：在方法呼叫中，同步方法指的是方法的執行必須有序進行，當前方法的執行必須在上一個方法的結束；即有序執行

非同步：在方法呼叫中，方法的執行在另一個執行緒中真實地執行，當前的呼叫執行緒可以處理別的事情；即更像是一個命令實施者，具體的工作由別的執行緒完成，

併發、並行：

併發：多個任務輪流爭取CPU的資源，多個任務交替執行，看起來好像多個程式一起執行；

其實還是多個任務在共享一個CPU；

並行：每個執行緒使用一個CPU，真正的一起執行；

臨界區：

表示一個公共資源或者共享資料，可以被多個執行緒使用;每一次，只能有一個執行緒使用它，一旦臨界區資源被專用(加鎖)，其他執行緒想要使用這個資源，就必須等待；

阻塞、非阻塞：

阻塞：當一個執行緒佔用了臨界資源，那麼當其他執行緒想要訪問臨界資源的時候，就必須等待，等待會導致執行緒掛起，即將當前執行緒放入到等待佇列中，直到被喚醒；

非阻塞：執行緒之間的執行不受共享資源的狀態影響，即不會被掛起；

執行緒之間的鎖機制引發的問題->死鎖、活鎖、飢餓：

死鎖：執行緒之間互相佔據物件需要的資源，又不肯釋放資源，一直處理迴圈等待的過程，導致一直僵持的過程；例如A方法執行期間有臨界資源 A1，     B1;B方法執行期間有臨界資源 B1,A1;而A方法需要使用B1資源後，才可以釋放釋放A1,的鎖，而B方法需要使用A1的資源後，才可以釋放B1的鎖，因此造成 A 等待 B1, B等待A1,造成執行緒的一直等待；

飢餓：執行緒因為某種原因(例如執行緒的優先順序比較低)一直等待資源，無法獲取所需要的資源，導致一直無法執行；

活鎖：兩個執行緒互相主動將資源釋放，讓給對方，但沒有一個執行緒可以同時拿到所有資源而正常執行；

程序，執行緒：

程序是系統進行資源分配和排程的基本單位，程序是基本執行的實體，是執行緒的容器，執行一個程式，就相當於執行一個程序。當我們程式有很多小的任務需要執行的時候，我們使用程序進行任務之間的切換，比較費時，且資料交換麻煩，因此引入執行緒；

執行緒：是程式執行的最小單位，執行緒之間可共享資料，執行緒之間切換的成本較低，一個程序包含很多執行緒；

多執行緒的一些性質：

原子性：Atomicity

原子性指的是一個操作不可能被中斷，即如果多個執行緒一起執行的時候，一個操作一旦開始，就不會被其他執行緒干擾；

對於32位作業系統，long型資料的讀寫不是原子性的。

可見性：Visibility

可見性是指當一個執行緒修改了某一個共享變數的值，其他執行緒是否能夠立即知道這個修改；對於序列來說，不存在這個問題，此問題只針對於並行；

有序性：Ordering

當程式執行時，有可能會進行指令重拍，重拍後的指令和原指令的順序未必一致；

執行緒的狀態：

建立New,啟動Runnable,阻塞Blocked,停止Waiting,結束Terminated,有限等待Time_Waiting；

New新建狀態表示剛剛創立的簡稱，這個執行緒還沒有開始執行，需要等到start()方法呼叫時，才表示執行緒執行；

Runnable執行狀態表示執行緒所需的一些資源都已經準備好了，可以執行

Blocked阻塞狀態，表示當遇到Synchronized同步塊是，就會進行blocked阻塞狀態，這個執行緒會暫停執行，直到獲取請求的鎖

Waiting/Time Waiting:Waiting等待狀態會進入一個無時間限制的等待，Time_Waiting會進行一個有時間的等待；

Terminated結束：當執行緒執行完畢，就會進行結束階段；

執行緒的方法：

終止執行緒stop()：

Thread提供了一個stop()方法，stop()方法會立即終止一個執行緒，並且會立即釋放這個執行緒所持有的鎖，而鎖機制是用來維持物件的一致性，所以直接釋放鎖會導致資料有可能不一致，stop在eclipse中被標記為廢棄的方法，所以儘量不要使用stop()方法來停止執行緒；

執行緒中斷Interrupt()：

中斷就是讓目標執行緒停止執行，執行緒中斷並不會使執行緒立即退出，而給執行緒傳送一個通知，告知目標執行緒,Thread.interrupt()方法，會通知目標執行緒中斷，設定中斷標誌位，中斷標誌位表示當前執行緒已經被中斷，Thread.isInterupted()用來判斷執行緒是否中斷，Thread.interrupted()方法用來判斷當前執行緒的中斷狀態，但同時會清除當前執行緒的中斷標誌位狀態；

睡眠sleep()：

Thread.sleep()方法會讓當前執行緒休眠若干時間，他會丟擲一個InterruptedException中斷異常，

等待方法wait()和notify()：

這兩個方法不在Thread類中，而是輸出Object類，即執行緒A中，呼叫obj.wait()方法，那麼執行緒A就會停止繼續執行，轉為等待狀態，直到obj.notify()方法為止；當一個執行緒呼叫Object.wait()，那執行緒會進入object物件的等待佇列，當呼叫object.notify()被呼叫時，它就會從這個等待佇列中，隨機選擇一個執行緒，並將其喚醒。Object.wait()方法並不能隨便呼叫，它必須包含在對應的synchronized語句中，無論wait還是notify都需要首先獲得目標物件的一個監視器（鎖），wait()方法在執行後，會釋放這個監視器；Object物件的notifyAll()被呼叫的時候，它會喚醒這個等待佇列中所有等待的執行緒，而不是隨機選擇一個；

掛起suspend()：

執行緒掛起suspend和繼續執行resume，是一對相反的操作，被掛起的執行緒必須要等到resume()後，才能繼續執行；

suspend()在導致執行緒暫停的同時，並不會去釋放任何鎖的資源,即它還持有物件的鎖，因此，其他任何執行緒想要訪問鎖的資源時，都會被阻塞，導致無法繼續執行，直到對應的執行緒進行了resume()操作,被掛起的操作才會繼續執行;

等待執行緒結束join()、謙讓yield()：

執行緒呼叫join:即這個執行緒需要等待依賴執行緒執行完畢，才能繼續執行，join的本質是讓呼叫執行緒wait()在當前執行緒物件例項上，

Thread.yield():靜態方法，它會使當前執行緒讓出CPU，但是並不代表當前執行緒不在執行了，而是讓出CPU後，執行緒還會進行CPU資源的爭奪，至於能不能再次獲得CPU的資源，視情況而定。

執行緒的優先順序：

執行緒的優先順序代表執行緒可以獲取資源的機率，優先順序越高，代表越有可能獲取資源，但是並不是一定的，執行緒的優先順序內建了三個靜態標量表示：

public final static int MIN_PRIORITY =1;

public final static int NORM_PRIORITY = 5;

public final static int MAX_PRIORITY = 10;

執行緒的優先順序的有效範圍為1-10；

執行緒安全和Synchronized：

當多個執行緒同時訪問一個共享變數的時候，會發生衝突問題，所以需要在呼叫之間合理的安排他們的訪問順序，使用synchronized關鍵字，可以對共享資源加鎖，使執行緒之間有序的訪問共享資源；

synchronized關鍵字應用的地方：

指定加鎖對物件，給物件加鎖，進入同步程式碼前要獲得給定物件的鎖；

直接作用於例項方法，相當於給當前例項加鎖，進入同步程式碼之前要獲得當前例項的鎖；

直接作用於靜態方法，相當於給當前類加鎖，進入同步程式碼之前要獲得當前類的鎖；

當使用synchronized關鍵字修飾的時候，修飾物件會有一個鎖，同時也會有一個等待佇列/阻塞佇列，當執行緒訪問共享資源的時候，執行緒必須獲取修飾物件的鎖，才可以訪問或使用這個資源，直到執行緒執行完畢，才會釋放鎖，在這期間，如果有其他執行緒想要訪問共享資源，因為鎖被佔用，所以會被阻塞，放入到等待佇列中，當鎖被釋放，會隨機從等待佇列中挑選一個資源，來獲取鎖，並使用共享資源。

注意：不同物件，例項都有自己的鎖，在建立執行緒的時候，必須讓執行緒都指向同一個Thread子類或Runnable介面例項，這樣才能保證多個執行緒在工作時，對唯一的共享資源使用同一個鎖，從而保證執行緒安全，如果在建立執行緒的時候，使用不同的物件，那麼執行緒之間使用的鎖就不會是同一個鎖，因為每個物件，例項都有自己的鎖，所以有可能造成資料不一致.

參考《Java 高併發程式設計》 --葛一鳴，郭超