一談到Java并發程式設計，我們一般就會聯想起程序、線程、并行、并發等等概念。那麼這些概念都代表什麼呢？程序與線程有什麼關系？并發與并行又是什麼關系呢？
程序與線程
程序是指程式的一次動态執行過程，通常我們說計算機中正在執行的程式就是程序，每個程式都會對應着一個程序。一個程序包含了從代碼加載到執行完成的一個完整過程，它是作業系統資源配置設定最小單元。
而線程則是比程序更小的執行機關，是CPU排程和分派的基本機關。每個程序至少有一個線程，反過來一個線程隻能屬于一個程序，線程可以對程序所有的資源進行排程和運算。線程既可以由作業系統核心來控制排程，也可以由使用者程式進行控制排程。
并發與并行
并發和并行都可以是相對于程序或是線程來說。并發是指一個或若幹個CPU對多個程序或線程之間進行多路複用，用簡單的語言來說就是CPU輪着執行多個任務，每個任務都執行一小段時間，從宏觀上看起來就像是全部任務都在同時執行一樣。并行則是指多個程序或線程同一時刻被執行，這是真正意義上的同時執行，它必須要有多個CPU的支援。如下圖是并發和并行的執行時間圖。對于并發來說，線程一線執行一段時間，然後線程二再執行一段時間，接着線程三再執行一段時間。每個線程都輪流得到CPU的執行時間，這種情況下隻需要一個CPU即能夠實作。對于并行來說，線程一、線程二和線程三是同時執行的，這種情況下需要三個CPU才能實作。
而對于Java并發，就是在Java平台上實作來實作并發機制，Java平台上提供了線程以及線程并發
多線程能提高執行效率
前面我們了解到多線程可以實作并發和并行執行，是以多線程能提升總體的效率。如果不支援多線程的話，那麼當某個執行任務進入等待阻塞狀态時，則可能因為阻塞而導緻運作效率低下。如下圖一中，一個請求任務發起請求後則開始等待響應，此時該線程占着CPU又不幹活，從整個運作線上可以看到真正運作（綠色方塊）的時間很少，這就是運作效率低下。但在如果支援多線程并發的情況下，則可以在等待阻塞時去幹其它的活。此外，多CPU環境下，如果一個任務能夠分解成多個小任務，那麼就能夠用多個CPU同時執行它，這樣就能以更加快的速度完成任務，畢竟單個CPU運作能力有限。如下圖二中，一旦将任務分解成三個小任務後，在多CPU環境下則能夠并行執行，大大減少了整體執行時間。
單線程阻塞狀态
多線程能提升使用者體驗
多線程也能提升使用者體驗，如果一個線程的任務既包含耗時的任務又包含使用者互動的任務，那麼則可能會導緻使用者體驗很糟糕。如下圖，假如大家看到這些視窗一直在打轉又無法對其進行操作，是不是很難受？一個線程發起請求後開始等待請求結果，使用者界面則一直卡着沒響應。我們可以通過多線程将任務分為請求任務和界面操作兩部分，這樣就能在請求後保持對界面操作的響應，以便提供更好的使用者體驗。
多線程讓編碼更難
天下沒有免費的午餐，多線程也是需要付出代價的。從編寫代碼的角度來看，多線程使得編碼變得更加複雜，本質上這是因為多線程機制與現代計算機結構所帶來的。縱使在程式設計語言設計專家的努力下，現在有很多簡化多線程程式設計的語言和模型，但相比于單線程來說多線程的編寫仍然複雜很多。資料從主存儲到CPU中間有若幹層緩存和寄存器，而且多個線程可能通路共享記憶體，這就涉及到資料同步問題，進而增加了多線程程式設計的複雜性。此外，線程與線程之間的通信也比較麻煩，這也增加了多線程編碼的複雜性。總之，盡管很多程式設計語言嘗試為我們提供更便捷的多線程程式設計，但在語言層面仍然無法完全屏蔽掉多線程與計算機結構的複雜性，是以不管我們使用什麼語言都需要為多線程的編碼考慮得更多。
上下文切換與資源開銷
多線程除了增加編碼難度外，它還在執行過程中帶來實際的損耗，包括資源開銷和上下文切換開銷。資源開銷主要包括其本身占用的記憶體資源、執行時線程本地棧開銷以及對這些線程進行管理的開銷。而上下文切換開銷則是因為CPU由一個線程切換到另外一個線程是需要做現場保護和現場恢複工作，包括線程辨別、寄存器記憶體、線程狀态、線程優先級、線程資源清單等等。如下圖所示，假設線程一和線程二由某個CPU執行。線程一執行一段時間後将相關資訊儲存到現場資料結構中，而線程資料結構存放在主存儲中，然後從線程二對應的現場資料結構中恢複線程二相關資訊，完成現場恢複後線程二開始執行。接下去的過程反過來，由線程二切換到線程一。