多线程基本概念
进程与线程
- 进程：
1.程序是由指令和数据组成，进程就是用来加载指令，管理内存，管理IO的
2.当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码到内存，这是就开启了一个进程。
3.进程可以被认为是一个程序的实例，大部分的程序可以同时运行多个实例进程，也有的程序只启动一个实例进程。
- 线程
1.一个进程可以分为一到多个线程
2.一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
3.Java中，线程作为最小的调度单位（CPU从线程中获取获取指令），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。
二者的比较：
- 进程基本互相独立，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
a.同一台计算机的进程通信称为IPC(Inter-process communication)
b.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，它们只是共享进程内的内存，一个例子就是多个线程可以访问同一个共享变量。
- 线程更轻量，线程的上下文切换成本一般比进程上下文切换低
注：（上下文切换的基本原理就是当发生任务切换时, 保存当前任务的寄存器到内存中, 将下一个即将要切换过来的任务的寄存器状态恢复到当前CPU寄存器中, 使其继续执行, 同一时刻只允许一个任务独享寄存器。在任务切换的过程中是涉及任务上下文的保存和恢复操作, 而任务上下文切换操作的性能是衡量操作系统性能的一个重要指标。任务上下文切换指标可以反映出操作系统在多任务环境下的处理能力。）
协程
coroutines,比线程更加轻量级的存在，正如一个进程可以有多个线程，一个线程可以有多个协程。
协程不是被操作系统内核锁管理，而是完全有程序多控制，真正完全寄存于线程，好处就是不会像线程切换那样消耗资源。
不同语言对协程的实现
- go语言对协程的实现非常强大而简洁，可以创建成百上千个协程并发执行
- Java开源框架kilim模拟处理协程的功能
并行和并发
- 并发：
单核CPU下，线程时间还是串行执行的。操作系统中有一个组件叫做任务调度器，将CPU的时间片（Windows时间片最小约为15毫秒）分给不同的线程使用，只是由于CPU在线程间的切换非常快（时间片很短），人类感觉是同时运行的。总结就是：微观串行，宏观并行。
一般讲这种线程轮流使用CPU的做法称为并发，concurrent. - 并行：多核CPU下，每个核（core）都可以调度运行线程，这时候线程是可以并行的。
并发（current）是同一时间应对(dealing with)多件时间的能力
并行（parallel）是同一时间动手做（doing）多件事情的能力
同步和异步
从方法调用的角度来讲：
- 需要等待结果返回，才能继续执行就是同步
- 不需要等待结果返回，就能继续执行就是异步
在Java多线程中同步还有另外一层意思，就是让多个线程步调一致
多线程可以让方法执行编程异步
tomcat 的异步servlet也有类似的目的，让用户线程处理耗时较长的操作，避免阻塞tomcat的工作线程
单线程和多线程的应用
TODO
- 1.单核CPU下，多线程不能实际提高程序的运行效率，只是为了能够在不同的任务之间切换，不同线程轮流使用CPU,不至于一个线程总占用CPU，别的线程没法干活。
- 2.多核CPU可以并行跑多个此线程，但是是否能够提高程序的运行效率还是要分情况的。
- 有些任务，经过精心设计，将任务拆分，并行执行，当然可以提高程序的运行效率，但是不是所有的计算任务都能够拆分（阿姆达尔定律）
- 也并不所有的任务都需要拆分，任务的目的如果不同，谈拆分和效率没啥意义
- 3 .IO操作不占用CPU，但是我们一般拷贝文件使用的是阻塞IO,这就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。
补充：非阻塞IO 和 异步IO可以优化
参考：BIO NIO AIO