Java线程的概念
和其他多数计算机语言不同,Java内置支持多线程编程(multithreaded programming)。
多线程程序包含两条或两条以上并发运行的部分。程序中每个这样的部分都叫一个线程(thread),每个线程都有独立的执行路径。因此,多线程是多任务处理的一种特殊形式。
你一定知道多任务处理,因为它实际上被所有的现代操作系统所支持。然而,多任务处理有两种截然不同的类型:基于进程的和基于线程的。认识两者的不同是十分重要的。
对很多读者,基于进程的多任务处理是更熟悉的形式。进程(process)本质上是一个执行的程序。因此,基于进程(process-based) 的多任务处理的特点是允许你的计算机同时运行两个或更多的程序。举例来说,基于进程的多任务处理使你在运用文本编辑器的时候可以同时运行Java编译器。在基于进程的多任务处理中,程序是调度程序所分派的最小代码单位。
在基于线程(thread-based) 的多任务处理环境中,线程是最小的执行单位。这意味着一个程序可以同时执行两个或者多个任务的功能。例如,一个文本编辑器可以在打印的同时格式化文本。所以,多进程程序处理“大图片”,而多线程程序处理细节问题。
多线程程序比多进程程序需要更少的管理费用。进程是重量级的任务,需要分配它们自己独立的地址空间。进程间通信是昂贵和受限的。进程间的转换也是很需要花费的。另一方面,线程是轻量级的选手。它们共享相同的地址空间并且共同分享同一个进程。线程间通信是便宜的,线程间的转换也是低成本的。当Java程序使用多进程任务处理环境时,多进程程序不受Java的控制,而多线程则受Java控制。
多线程帮助你写出CPU最大利用率的高效程序,因为空闲时间保持最低。这对Java运行的交互式的网络互连环境是至关重要的,因为空闲时间是公共的。举个例子来说,网络的数据传输速率远低于计算机处理能力,本地文件系统资源的读写速度远低于CPU的处理能力,当然,用户输入也比计算机慢很多。在传统的单线程环境中,你的程序必须等待每一个这样的任务完成以后才能执行下一步——尽管CPU有很多空闲时间。多线程使你能够获得并充分利用这些空闲时间。
如果你在Windows 98 或Windows 2000这样的操作系统下有编程经验,那么你已经熟悉了多线程。然而,Java管理线程使多线程处理尤其方便,因为很多细节对你来说是易于处理的。
理解多线程
多线程是这样一种机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,彼此间互相独立。
线程又称为轻量级进程,它和进程一样拥有独立的执行控制,由操作系统负责调度,区别在于线程没有独立的存储空间,而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间,这使得线程间的通信远较进程简单。
多个线程的执行是并发的,也就是在逻辑上“同时”,而不管是否是物理上的“同时”。如果系统只有一个CPU,那么真正的“同时”是不可能的,但是由于CPU的速度非常快,用户感觉不到其中的区别,因此我们也不用关心它,只需要设想各个线程是同时执行即可。
多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于,由于各个线程的控制流彼此独立,使得各个线程之间的代码是乱序执行的,由此带来的线程调度,同步等问题。

