Java面试题之线程-编程知识

1. 进程和线程的区别

进程是资源分配的基本单位；线程是任务调度执行的基本单位；
进程的创建和销毁消耗的资源都比线程要多；
多个进程之间的内存资源是独立的；在一个进程中多个线程之间的内存资源是共享的；

一个进程中包含多个线程，一个线程中包含多个协程。在单线程中有多个协程并发执行，实际上还是串行执行的。

2. 并行和并发的区别

并行是在同一时刻内多条指令在多个处理器中执行，从微观和宏观上看都是并行的；

并发是在同一时刻内只能有一条指令执行，从宏观上是并行的，从微观上是串行的，只是把时间分成若干段，使每个进程之间快速交替执行。

3. Java 中怎么创建线程

继承 Thread 类，重写 run 方法（run中逻辑就是线程要执行的工作，只有当子类实例化，调用start方法时，才可以真正创建线程）
实现 Runnable 接口，重写 run 方法（创建了Runnable实例，将runnable实例作为参数传给线程，将线程要干的工作和线程本身分开，使用Runnable来专门表示“线程要完成的工作”，这种方法的好处是，降低了耦合性，如果以后要修改代码，改动相对较少，只需要将修改后的Runnable传给其他的实体就可以了）
使用匿名内部类实现（创建Thread子类的方式或实现Runnable接口的方法）
实现 Callable 接口，并结合 Future 实现（很少用）
通过线程池创建线程（创建 Runnable 的实现类，重写 run 方法，然后创建一个拥有固定线程数的线程池，最后通过 ExecutorService 对象的 execute 方法传入线程对象）

4. 常见操作线程的方法

启动线程：start
中断线程：isInterrupted（线程中断，本质上是让run方法尽快结束，而不是run执行一半，强制结束）
等待线程：join
获取当前线程引用：currentThread(); 获取到当前这个线程对应的Thread对象的引用

5. 线程状态

新建（new）-就绪（runnable）-运行（running）-阻塞（block）-死亡（dead）

new：安排了工作，还未开始行动（Thread对象创建完成，但内核PCB还没创建）；
runnable：可工作的，又可以分成正在工作（正在CPU上运行）和即将开始工作（就绪状态：在就绪队列中排队）
blocked：等待状态（等待锁的时候进入阻塞状态Synchronized）
waiting：等待状态（特殊的阻塞状态，调用wait）
timed_waiting：等待状态（按照一定的时间进行阻塞Sleep）
terminated：工作完成（内核PCB销毁，但是Tread对象还在）

6. 线程不安全的原因

操作系统调度执行的随机性，抢占式执行
多个线程修改同一个变量
修改操作不是原子的（解决线程安全最常见的方法：加锁Synchronized）
内存可见性（内存可见性属于是JVM的代码优化引入的bug）
指令重排序

7. Synchronized 和 ReentrantLock 的区别

用法不同，Synchronized 可以用来修饰普通方法、静态方法和代码块，而 ReentrantLock 只能用于代码块；
锁类型不同，Synchronized 是非公平锁，而 ReentrantLock 默认为非公平锁，也可以手动指定为公平锁（构造时传入一个参数true，就成了公平锁）
获取锁和释放锁的机制不同：synchronized是自动加锁和释放锁的（搭配 wait/ notify 实现等待通知机制，唤醒操作时随机唤醒一个等待进程），而 ReentrantLock 需要手动加锁和释放锁(tryLock试试加锁能不能成功，如果失败了，就等待一定时间后就放弃加锁。使用Condition可以将唤醒操作指定唤醒哪个等待的线程的)
响应时间不同：ReentrantLock 可以响应中断（加超时时间），解决死锁问题，而 synchronized 不能响应中断
底层实现不同：synchroized 是JVM 层面通过监视器实现的，而 ReentrantLock 是基于AQS 实现的

8. Volatile 是什么

volatile 是一种关键字，用于保证多线程情况下共享变量的可见性。当一个变量被声明为 volatile 时，每个线程在访问该变量时都会立即刷新其本地内存（工作内存）中该变量的值，确保所有线程都能读到最新的值。并且使用 volatile 可以禁止指令重排序，这样就能有效的预防，因为指令优化（重排序）而导致的线程安全问题。

也就是说 volatile 有两个主要功能：保证内存可见性和禁止指令重排序。

9. wait 和 notify 的作用

作用：协调多个线程的执行顺序

wait操作本质上三步走

（1）释放当前锁，保证其他线程能够正常往下进行（前提是得加了锁。才能释放）

（2）进行等待通知（前提是先要释放锁）

（3）满足一定条件的时候（别的线程调用notify），被唤醒，然后尝试重新获取锁

notify是包含在synchronized里面的

线程1没有释放锁的话，线程2也就无法调用到notify（因为锁阻塞等待）

线程1调用wait，在wait里面就释放了锁，这个时候虽然线程1代码阻塞在synchronized里面

但是此时锁还是释放状态，线程2能拿到锁

10. 线程池怎么创建，里面的参数都有啥

使用标准库中的线程池 ExecutorService，里面的参数都有：

核心线程数（corePoolSize）：相当于正式工，只要核心线程创建好后，就不会被回收，也就是核心线程数不变
最大线程数（maximumPoolSize）：相当于正式工+临时工，任务多的时候，正式工忙不过来（核心线程数已满），就多招几个临时工，这个是动态调整的；
空闲线程存活时间（KeepAliveTime）：线程等待新任务的最大时间
空闲线程存活时间单位（unit）：时间单位
任务队列（workQueue）：队列中存放当前等待要执行的任务，任务队列有4中：
- ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列；
- LinkedBlockingQueue：基于链表的无界阻塞队列：
- SynchronizedQueue：加锁后的队列，也就是不缓存任务的阻塞队列；
- PriorityBlockingQueue：优先级的无界阻塞队列；
线程的创建策略（threadFactory）：创建一个新线程时使用的工厂，可以用来设定线程名等
线程池的拒绝策略（handler）：表示当队列慢了并且工作线程>= 线程池最大线程数时如何处理
- AbortPolicy：丢弃任务并抛出异常；
- DiscardPolicy：丢弃任务，但不抛出异常；
- DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最前面的任务，然后重新提交被拒绝的任务。
- CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务；

11. 线程池的优点

（1）降低资源消耗：通过重复利用已创建的线程来执行任务，降低线程创建和消耗造成的消耗

（2）提高响应速度：因为省去了创建线程这一步，所以当拿到任务时，可以立即开始执行

（3）提高线程的可管理性：我们可以自己加入新的功能，比如说定时、延时来执行某些线程，也可以监控线程，控制最大并发线程数等功能

12. 说一下死锁的概念

死锁就是，一个线程加上锁之后，解不开了，一直在等待着。

多个线程被同时阻塞了，它们中个一个或多个线程都在等待某个资源被释放。由于线程被无期限的阻塞，因此程序不能正常终止。

发生死锁的四个条件：

不可抢占、请求和保持、互斥使用、循环等待

这里有一个死锁的经典模型就是哲学家就餐问题。

12. 常见的锁策略

http://t.csdnimg.cn/Z9eAf

13. 线程池如何执行？拒绝策略有哪些

线程池的执行流程有 3 个重要的判断点（判断顺序依次往后）：判断当前线程数和核心线程数、判断当前任务队列是否已满、判断当前线程数是否已达到最大线程数。如果经过以上 3 个判断，得到的结果都会 true，则会执行线程池的拒绝策略。

当任务过多且线程池的任务队列已满时，此时就会执行线程池的拒绝策略，线程池的拒绝策略默认有以下 4 种：

AbortPolicy：中止策略，线程池会抛出异常并中止执行此任务；
CallerRunsPolicy：把任务交给添加此任务的（main）线程来执行；
DiscardPolicy：忽略此任务，忽略最新的一个任务；
DiscardOldestPolicy：忽略最早的任务，最先加入队列的任务。

默认的拒绝策略为 AbortPolicy 中止策略。

14. 线程池的底层工作原理

线程池的底层是基于线程和任务队列来实现的，创建线程池的创建方式通常有以下两种：

普通 Java 项目，使用 ThreadPoolExecutor 来创建线程池（ExecutorService）
Spring 项目中，会使用代码可读性更高的 ThreadPoolTaskExecutor 来创建线程池，虽然它的底层也是通过 ThreadPoolExecutor 来实现的，但 ThreadPoolTaskExecutor 可读性更高，因为它不需要在构造方法中设置参数，而是通过属性设置的方式来设置参数的，所以可读性更高。