进程、线程、CPU还有效率（Java）

小咪咪 2023-02-21 14:16 2阅读 0赞

## 进程与线程 ##

1、进程是程序的一次动态执行过程，这个过程也是进程本身从产生到消亡的过程。

2、由于cpu有“分时机制”，所以每个程序都能循环获得cpu的时间片段。加之CPU的执行速度快，感觉上像是同时在运行。

3、多线程是实现并发机制的一种有效手段，线程是比进程更小的执行单位，是进程的基础上进一步的划分。

4、一个进程可能包含多个同时执行的线程。

5、main()函数开始运行的线程为主线程。

6、 在Java中有两类线程：User Thread(用户线程)、Daemon Thread(守护线程)。他们之间的区别在于JVM。

7、用户线程：所有用户线程结束，jvm关闭；

8、守护线程：只有守护线程了，jvm可以关闭（也就是说守护线程不依赖于终端，但是依赖于系统，与系统“同生共死”）。

9、守护线程是后台默默地完成一些系统性的服务，比如垃圾回收线程、JIT线程。用户线程可以理解为是系统的工作线程，它会完成这个程序需要完成的业务操作。

10、通过Thread.setDaemon(false)设置为用户线程，通过Thread.setDaemon(true)设置为守护线程。

## 线程的生命周期    ##

1、线程创建之后，进入新建状态，jvm给他分配内存空间，并且进行初始化。当线程对象的start()方法被调用，线程就处于可执行状态。

2、处于可执行状态的线程，随时可被CPU调度执行。

3、CPU执行该线程的时候，线程进入执行状态。中间可能会进入阻塞状态或者就绪状态。

4、直至线程异常或者线程正常结束或者return了数据。线程结束，整个生命周期结束。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

## 开启新线程 ##

1、继承Thread类，重写run()方法

class FrozenTread extends Thread {
            @Override
            public void run(){
               dosomething();
            }
        }
    
        //调用
        FrozenTread item = new FrozenTread();
        item.start();

2、实现Runnable接口，重写run()

3、直接在函数体使用

//单CPU创建10个线程
       ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
       pool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
              dosomething();
            }
       }
       pool.shutdown();
       while(true){
          if(pool.isTerminated()){
             break;
           }
       }

或者

Thread t = new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run(){
                // run方法具体重写
               dosomething();
            }});
      t.start();

## 循环插入mysql一万条数据，测试效率 ##

新鲜供测试的数据库

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

1、常规写法，不开启新线程

public String aaa(){
            long start = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                try {
                    String sql = "insert into ceshi(uuid,test,name,age) values(1234,'22222','2020年7月1日15:46:14',123)";
                    jdbcTemplate.execute(sql);
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            long end = System.currentTimeMillis();
            String abc= end - start+"毫秒";
            System.out.println(abc);
            return abc;
        }

![20200701154920591.png][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

2、使用ExecutorService，开启10个线程

## 【拓展】 ##

ExecutorService共有四种线程池：CachedThreadPool可缓存线程池、SingleThreadExecutor单线程池、FixedThreadPool固定线程数线程池、ScheduledThreadPool 固定线程数，支持定时和周期性任务线程池。

public String bbb(){
            long start = System.currentTimeMillis();
            ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
                pool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                            try {
                                String sql = "insert into ceshi(uuid,test,name,age) values(1234,'22222','哈哈哈多喝点',123)";
                                jdbcTemplate.execute(sql);
                            }catch (Exception e){
                                e.printStackTrace();
                            }
                        }
                     }
                });
            pool.shutdown();
            String abc;
            while(true){
                if(pool.isTerminated()){//终结者
                    long end = System.currentTimeMillis();
                    abc= end - start+"毫秒";
                    System.out.println(abc);
                    break;
                }
            }
            return abc;
        }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

数据成功插入

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

3、实现java.lang.Runnable接口，开启两个线程

//1):定义一个类A实现于java.lang.Runnable接口,注意A类不是线程类.
        class FrozenImplements implements Runnable{
            //2):在A类中覆盖Runnable接口中的run方法.
            @Override
            public void run() {
                //3):在run方法中编写需要执行的操作
                for (int i = 0; i < 5000; i++) {
                    try {
                        String sql = "insert into ceshi(uuid,test,name,age) values(1234,'22222','哈哈哈多喝点',123)";
                        jdbcTemplate.execute(sql);
                    }catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
        public String ddd(){
            long start = System.currentTimeMillis();
            try {
                FrozenImplements item = new FrozenImplements();
                Thread thread = new Thread(item);
                Thread thread1 = new Thread(item);
                thread.start();
                thread1.start();
                //一个线程在启动后就马上执行,必须调用 Thread.Join()方法
                thread.join();
                thread1.join();
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            long end = System.currentTimeMillis();
            return end- start +"毫秒";
        }

![20200701160937168.png][]

数据成功插入

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

## ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjg3ODA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][] ##

## 效率分析 ##

1、从上面的实现我们可以看出，开启多个线程，表面上执行效率是有所提高。

2、我们的计算机，一般只有一个CPU。多线程只不过是CPU在不同时间片之间的切换和调度。快慢未可知。

3、是不是说开启多个线程，效率就高了或者因为CPU的切换和调度变慢了。这个问题无法给你准确的答案，CPU是和其他硬件设备一起工作的。多线程的目的可以最大限度的提高硬件设备的利用率。

4、也就是说，一个单CPU。多线程是否有效率在于，CPU的效率和其他配合硬件的效率。这是一个不断优化，依照实际情况而定的过程（开启几个线程，是否需要开启线程）。

5、多个cpu的时候，计算机适当多开启几个线程同时处理，会提高效率。

6、服务器端最佳线程数量=((线程等待时间+线程cpu时间)/线程cpu时间) \* cpu数量

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