android 多线程学习1：一些基础

android 多线程学习1：一些基础
android 多线程学习2：线程的创建与方法分析
android 多线程学习3：synchronized与volatile与线程安全对象
android 多线程学习4：线程池ThreadPoolExecutor
android 多线程学习5：AsyncTask
android 多线程学习6：HandlerThread
android 多线程学习7：Handler消息处理机制

一、进程与线程

1. 进程 ：
通常一个任务就是一个进程。（如安卓中的一个应用通常就是一个进程）
进程是操作系统进行资源分配和调度的一个单位。
当一个进程运行时，内部可能包括多个顺序执行流，每个顺序执行流就是一个线程。

2. 线程：
线程是进程中执行运算的最小单位。

3. 二者关系：
线程是进程的组成部分，一个进程可以拥有多个线程，而一个线程必须拥有一个父进程。线程可以拥有自己的堆栈，自己的程序计数器和自己的局部变量，但不能拥有系统资源。它与父进程的其他线程共享该进程的所有资源。

进程间的内部数据和状态都是相互完全独立的，因此进程间通信大多数情况是必须通过网络实现。线程本身的数据，通常只有寄存器数据，以及一个程序执行时使用的堆栈，所以线程的切换比进程切换的负担要小。

4. java内存模型：Java中所有变量都储存在主存中，对于所有线程都是共享的（因为在同一进程中），每个线程都有自己的工作内存或本地内存(Working Memory)，工作内存中保存的是主存中某些变量的拷贝，线程对所有变量的操作都是在工作内存中进行，而线程之间无法相互直接访问，变量传递均需要通过主存完成，但是在程序内部可以互相调用(通过对象方法)，所有线程间的通信相对简单，速度也很快。

进程与线程
如上图所示：线程1-线程N共享进程的堆内存（heap）和方法区资源（Method Area），但是每个线程有自己的程序计数器（PC）和栈区（Stack）
程序计数器（PC）
其中 PC 计数器本质上是一块内存区域，用来记录线程当前要执行的指令地址，CPU 一般是使用时间片轮转方式让线程轮询占用的，因此当前线程 CPU 时间片用完后，要让出 CPU，这时 PC 计数器就会记录下当前线程下次要执行的命令的地址，等下次轮到该线程占有 CPU 执行时，就从 PC 计数器获取自己将要执行的命令的地址继续执行。

栈（Stack）
每个线程有自己的栈资源，用于存储该线程的局部变量，这些局部变量是该线程私有的，其它线程是访问不了的。

堆（heap）
堆是一个进程中最大的一块内存，是进程创建时候创建的，堆是被进程中的所有线程共享的。堆里面主要存放使用new 创建的对象实例。
如Object obj = new Object()，在堆上创建一个Object对象的实例，需要注意的是obj作为一个引用变量，在内存中是存在stack上的，只是obj指向了Object在堆上的地址。

方法区（Method Area）
方法区用来存放 JVM 加载的类信息、常量、静态变量等信息，也是线程共享的。

二、 并行与并发

并行：是指同一时刻，多个命令在多个处理器上同时执行。

并发：是指在同一时刻，只有一条命令是在处理器上执行的，但多个进程命令被快速轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果。

三、 CPU核心数与JVM调度与多线程

1. cpu执行机制
CPU采用的是类似于时间片轮转的机制，对于各个线程的调度是随机的（分时调度）。操作系统中有多个进程，每个进程又有多个线程，cpu执行时将时间分成n个时间片段，在不同的时间片段中执行各个线程。

虽然单核CPU电脑同一时间内只能执行一个线程，但是单核cpu通过时间片轮转，快速的切换执行不同进程中的线程，使得多个进程在单一处理器上的并发执行。

同理，多核cpu就可以使得多个线程并行执行。在具有多个处理器的机器上，每一个处理器运行一个线程，可以有多个线程并行运行。当然，如果线程的数目多于处理器的数目，调度器依然采用时间片机制。因此，同一进程的多个线程可以在多个不同的cpu上并行执行。

2. JVM调度
在Java程序中，JVM负责线程的调度。 线程调度是指按照特定的机制为多个线程分配CPU的使用权，也就是实际执行的时候是线程，因此CPU调度的最小单位是线程，而资源分配的最小单位是进程。

JVM调度的模式有两种：分时调度和抢占式调度。

分时调度：是所有线程轮流获得CPU使用权，并平均分配每个线程占用CPU的时间;

抢占式调度：是根据线程的优先级别来获取CPU的使用权。JVM的线程调度模式采用了抢占式模式。既然是抢占调度，那么我们就能通过设置优先级来“尽量”的控制线程的运行顺序，注意是“尽量”，并不能确保顺序。

3. 多线程
线程可以完成一定任务，可以和其它线程共享父进程的共享变量和部分环境，相互协作来完成任务。

线程是独立运行的，其不知道进程中是否还有其他线程存在。

线程的执行是抢占式的，也就是说，当前执行的线程随时可能被挂起，以便运行另一个线程。

一个线程可以创建或撤销另一个线程，一个进程中的多个线程可以并发执行。

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