多线程是Java中不可避免的一个重要主体。从本章开始，咱们将展开对多线程的学习。接下来的内容，是对“JDK中新增JUC包”以前的Java多线程内容的讲解，涉及到的内容包括，Object类中的wait(), notify()等接口；Thread类中的接口；synchronized关键字。html
注：JUC包是指，Java.util.concurrent包，它是由Java大师Doug Lea完成并在JDK1.5版本添加到Java中的。算法
在进入后面章节的学习以前，先对了解一些多线程的相关概念。
线程状态图编程
说明：
线程共包括如下5种状态。
1. 新建状态(New) : 线程对象被建立后，就进入了新建状态。例如，Thread thread = new Thread()。
2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被建立后，其它线程调用了该对象的start()方法，从而来启动该线程。例如，thread.start()。处于就绪状态的线程，随时可能被CPU调度执行。
3. 运行状态(Running) : 线程获取CPU权限进行执行。须要注意的是，线程只能从就绪状态进入到运行状态。
4. 阻塞状态(Blocked) : 阻塞状态是线程由于某种缘由放弃CPU使用权，暂时中止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的状况分三种：
(01) 等待阻塞 -- 经过调用线程的wait()方法，让线程等待某工做的完成。
(02) 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(由于锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。
(03) 其余阻塞 -- 经过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程从新转入就绪状态。
5. 死亡状态(Dead) : 线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。swift
这5种状态涉及到的内容包括Object类, Thread和synchronized关键字。这些内容咱们会在后面的章节中逐个进行学习。
Object类，定义了wait(), notify(), notifyAll()等休眠/唤醒函数。
Thread类，定义了一些列的线程操做函数。例如，sleep()休眠函数, interrupt()中断函数, getName()获取线程名称等。
synchronized，是关键字；它区分为synchronized代码块和synchronized方法。synchronized的做用是让线程获取对象的同步锁。
在后面详细介绍wait(),notify()等方法时，咱们会分析为何“wait(), notify()等方法要定义在Object类，而不是Thread类中”。缓存
补充：服务器
1.进程：指的是一次程序的完整运行。在这个运行的过程当中，内存、处理器、IO等资源操做都要为这个进程服务。网络
2.线程：线程是在进程的基础上划分了多个线程。一个进程能够包含多个线程。线程是比进程更快的处理单元，并且所占的资源也少。线程的存在离不开进程。进程消失了，线程必定会消失。数据结构
线程的优势及成本（来自：https://home.cnblogs.com/u/swiftma）多线程
优势并发
为何要建立单独的执行流？或者说线程有什么优势呢？至少有如下几点：
- 充分利用多CPU的计算能力，单线程只能利用一个CPU，使用多线程能够利用多CPU的计算能力。
- 充分利用硬件资源，CPU和硬盘、网络是能够同时工做的，一个线程在等待网络IO的同时，另外一个线程彻底能够利用CPU，对于多个独立的网络请求，彻底可使用多个线程同时请求。
- 在用户界面(GUI)应用程序中，保持程序的响应性，界面和后台任务一般是不一样的线程，不然，若是全部事情都是一个线程来执行，当执行一个很慢的任务时，整个界面将中止响应，也没法取消该任务。
- 简化建模及IO处理，好比，在服务器应用程序中，对每一个用户请求使用一个单独的线程进行处理，相比使用一个线程，处理来自各类用户的各类请求，以及各类网络和文件IO事件，建模和编写程序要容易的多。
成本
关于线程，咱们须要知道，它是有成本的。建立线程须要消耗操做系统的资源，操做系统会为每一个线程建立必要的数据结构、栈、程序计数器等，建立也须要必定的时间。
此外，线程调度和切换也是有成本的，当有当量可运行线程的时候，操做系统会忙于调度，为一个线程分配一段时间，执行完后，再让另外一个线程执行，一个线程被切换出去后，操做系统须要保存它的当前上下文状态到内存，上下文状态包括当前CPU寄存器的值、程序计数器的值等，而一个线程被切换回来后，操做系统须要恢复它原来的上下文状态，整个过程被称为上下文切换，这个切换不只耗时，并且使CPU中的不少缓存失效，是有成本的。
固然，这些成本是相对而言的，若是线程中实际执行的事情比较多，这些成本是能够接受的，但若是只是执行本节示例中的counter++，那相对成本就过高了。
另外，若是执行的任务都是CPU密集型的，即主要消耗的都是CPU，那建立超过CPU数量的线程就是没有必要的，并不会加快程序的执行。
上下文切换
即便是单核处理器也支持多线程执行代码，CPU经过给每一个线程分配CPU时间片来实现 这个机制。时间片是CPU分配给各个线程的时间，由于时间片很是短，因此CPU经过不停地切 换线程执行，让咱们感受多个线程是同时执行的，时间片通常是几十毫秒（ms）。
CPU经过时间片分配算法来循环执行任务，当前任务执行一个时间片后会切换到下一个
任务。可是，在切换前会保存上一个任务的状态，以便下次切换回这个任务时，能够再加载这
个任务的状态。因此任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。
这就像咱们同时读两本书，当咱们在读一本英文的技术书时，发现某个单词不认识，因而
便打开中英文字典，可是在放下英文技术书以前，大脑必须先记住这本书读到了多少页的第
多少行，等查完单词以后，可以继续读这本书。这样的切换是会影响读书效率的，一样上下文
切换也会影响多线程的执行速度。
多线程必定快吗
当并发执行累加操做不超过百万次时，速度会比串行执行累加操做要
慢。那么，为何并发执行的速度会比串行慢呢？这是由于线程有建立和上下文切换的开销。
如何减小上下文切换
减小上下文切换的方法有无锁并发编程、CAS算法、使用最少线程和使用协程。
·无锁并发编程：多线程竞争锁时，会引发上下文切换，因此多线程处理数据时，能够用一 些办法来避免使用锁，如将数据的ID按照Hash算法取模分段，不一样的线程处理不一样段的数据。
·CAS算法：Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据，而不须要加锁。
·使用最少线程：避免建立不须要的线程，好比任务不多，可是建立了不少线程来处理，这
样会形成大量线程都处于等待状态。
·协程：在单线程里实现多任务的调度，并在单线程里维持多个任务间的切换。
Java并发机制的底层实现原理
Java代码在编译后会变成Java字节码，字节码被类加载器加载到JVM里，JVM执行字节 码，最终须要转化为汇编指令在CPU上执行，Java中所使用的并发机制依赖于JVM的实现和 CPU的指令。
参考文献：
http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3479024.html
《Java并发编程的艺术》