Java并发编程之并发简介

操作系统中同时执行多个程序原因：

1、资源利用率：系统资源及硬件资源。当一个程序再等待另一个程序时，可以运行另一个程序，可提高资源利用率。

2、公平性：多个程序对计算机上的资源理论上具有同等的使用权。可以通过时间分片等手段使程序共享计算机资源，非一个程序从头到尾执行完毕后，另一个程序才可以得到执行。

3、协作高效：执行多个任务时，应该使用多个程序，然后由这些程序相互通信相互调用，比编写一个程序实现所有任务更容易实现。

串行编程模型优势：直观和简单。按照顺序执行时促使了进程的出现。

进程与线程的关系：

一个进程可以包含多个线程，线程即是一个进程中为提高单个进程执行效率而出现的。现代操作系统基本以线程为基本的调度单位，而不是进程。

线程共享所处进程范围内的资源，比如内存句柄和文件句柄，线程独占各自的程序计数器、栈及局部变量。线程可根据多处理器系统的硬件达到更好的并行性。如果无协同机制，线程可在进程中独立执行。

线程的优势：

1、通过更高效的使用系统资源，有效降低程序的开发和维护成本，提升复杂应用的性能。线程使用得当可降低编程人员代码的复杂度，使代码更容易编写、阅读和维护。发挥多处理器的强大能力。

2、建模的简易性，当一个多任务的程序在执行时，通过将每个任务分配给专门的线程去执行，这样程序的执行逻辑、调度机制、交替执行的操作、异步I/O以及资源等待等问题分离，达到将复杂的的工作流进一步分解，成为一组简单并且同步的工作流，每个工作流在专门的线程中进行，在特定的同步位置进行交互。

3、异步事件的简化处理，单线程请求会出现I/O阻塞情况，某个请求出现阻塞，其他请求需要同步等待。多线程会对每个请求都分配一个专门的线程进行处理，这样请求间是非阻塞I/O。

线程的风险：

1、线程安全性：在没有充足的同步情况下，多个线程中的操作执行顺序是不可预测的。比如  a=1,a++；这种竞态条件问题，多线程下并不安全。

只有将a=1,a++所在方法设置为需同步的（通常使用synchronized关键字）才是线程安全的。

2、活跃性：活跃性问题的形式之一就是“无限循环”，从而使得循环之后的代码无法得到执行。线程的活跃性问题还有：锁等待、死锁、饥饿、活锁。

3、性能问题：频繁的上下文切换操作、cpu调度耗时高于线程执行时间、同步导致的内存总线同步流量增加、编译器对代码的优化被抑制。