多线程

笔者能力有限，总结有误的地方，请读者协作更正。

1.什么是线程？

线程是操作系统中运算调度的最小单位，包含在进程中； 使用多线程在处理密集任务的时候可以提速。Java语言对多线程提供了很好的支持。

2.线程和进程的区别？

一个进程可以有很多线程，每条线程执行不同的任务。 不同进程有不同的内存空间，所有的线程共享一块内存空间。 每个线程都有单独的栈内存用来存储本地数据。

3 .线程的实现方式？

继承Thread类，实现Runnable接口；

Java继承的单根性，实现Runnable接口，重写run（）方法实现线程。

4.Start和Run的区别？

Start启动新创建的线程，start内部调用run方法；

直接调用run方法，只会在原来的线程中调用，没有新的线程启动，start方法会启动新线程。

5. Runable和Callable有什么不同？

Runnable从jdk1.0就开始有的，Callable是jdk1.5增加的； Callable的call（）方法可以有返回值和抛出异常，Runnable的run（）方法没有这些功能； Callable还可以返回装载有计算结果的Future对象。

6. Java的内存模型？

Java的内存模型规定和指引了java程序在不同的内存架构，CPU和操作系统之间有确定性的行为； 它们在多线程的情况下尤其重要，内存模型为多线程之间的可见性提供了保证；

内存模型中有一块共享的内存空间——主内存，持有所有线程的共享变量，各个线程的的本地内存持有的仅是共享变量的副本；

当线程A发生变化的时候，将副本信息刷新到主内存中；线程B在主内存中读取线程A改变的信息。

7. volatile变量是什么？

在并发编程中缺少同步的情况下，多线程对成员变量的操作是透明的，其它线程可见； vlatile可以保证下一个读取操作会在前一个写操作之后发生，只有成员变量才能使用它。

8. 什么是线程安全？Vector是一个线程安全类么？

多线程情况下，同时执行一段代码，运行结果和单线程保持一致，就是线程安全；

Vector是用同步方法来实现线程安全的；ArrayList不是线程安全的；

9. Java中的竞态条件？例子

多线程对一些资源的竞争，首先要执行的程序竞争失败重新排队，导致整个流程没有按照预期的顺序处理，出现一些不确定的，很难发现的bug，这种情况是竞态条件； 例如：无序处理

10. Java中如何停止一个线程？

没有停止线程的API； JDK1.0提供，stop（），suspend（），resume（）等控制线程的方法，已经被被弃用，太暴力； 当run（）或者call（）方法执行完之后线程会自动结束； 手动结束，可以调用interrupt（）来中断线程，有一个中断标志。

11. 一个线程发生异常时会怎样？

没有捕获线程会停止执行，抛异常UncaughtExceptionHandler； JVM内部提供了Thread.getUncaughtExceptionHandler()来查询线程是否设置异常处理。

12. 如何实现两个线程之间共享数据？

可以通过共享对象来实现；

13.Notify和NotifyAll的区别？

Notify（）唤醒单个线程； notifyAll（）唤醒所有的线程，让他们争夺锁。

14. 为什么wait，notify、notifyall这些方法不在thread类里面？

这些方法防放在Object类里面； 因为java提供的锁是对象级的锁，而不是线程级的锁，每个对象都有锁，通过线程获得； 定义在Thread里面，不符合对象锁的设计。

15. 什么是ThreadLocal变量？

本地线程变量； 让每一个线程都有ThredLocal，竞态条件就被消除；

对于频繁创建对象的线程，使用它可以减少对象的创建个数，在线程本地内存中持有变量副本，不用每次都创建；

例如：使用ThreadLocal可以让SimpleDateFormat变成线程安全的；

16. Interrupted和isInterrupted方法的区别?

前者会将中断状态清除，后者不会； Java多线程中的中断机制是用内部标识来实现的，调用interrupt来中断一个线程会设置一个中断标志true，查询中断状态的时候，标志会被清除； 后者用来查询中断状态不会改变中断状态标志； 前者是静态的，后者是非静态的；

17. 为什么wait和notify方法要在同步代码块中调用？

强制要求的，不这样做会抛异常IllegalMonitorStateException； 避免二者之间产生竞态条件；

18. Java中的同步集合与并发集合的区别？

同步集合与并发集合都为对线程提供了合适的线程安全的集合，并发集合扩展性更高；

Java5之前，只有同步集合，且在多线程并发的时候会导致争抢，阻碍看程序的扩展性；

Java5之后，出现并发集合，例如ConcurrentHashMap，不仅提供线程安全，还用锁分离和内部分区等，扩展性更好。

19. Java中堆和栈有什么不同？

栈是一块和线程紧密相关的内存区域，每个线程都有自己的栈内存，用于存储本地变量，方法参数和栈调用，一个栈中存储的变量对其它线程不可见；

堆是所有线程共享的一片公共内存区域，对象都在堆中创建； 为了提升效率，线程会从堆中弄一个缓存到自己的栈；

在多线程情况下，从公共内存中读取变量存在线程不安全问题，使用volatile变量可以保证线程安全。

20. 什么是线程池？为什么要使用它？

创建若干数量的线程来等待响应处理，就叫线程池，线程池里面的线程叫工作线程； Java API提供了Execution框架可以创建不同的线程池；

Why？ 创建线程需要花费昂贵的资源和时间，任务来了,在创建的话,响应时间就会变长，影响效率；

可以创建单线程池，每次处理一个任务；

可以创建固定数量的线程池，或者可扩展的线程池来处理 多任务；

比喻：线程池比喻 公交场

21. 如何解决生产者消费者问题？

一个线程生产任务，提供给其它线程进行消费 ，这就是属于生产者消费者模型；

生产者消费者问题，可以通过线程之间的通讯来解决，java API提供了wait和notify方法来解决这个问题； 更好的方法是Semaphore或者BlockingQueue来实现生产者消费者模型。

22. 如何避免死锁？

死锁是两个或两个以上的进程在执行的时候，争夺资源造成相互等待，程序卡死的一种现象；

死锁的发生存在下面四个条件：

互斥条件，一个资源每次只能被一个进程调用；

请求与保持条件，一个进程获得资源阻塞时，对已经获得的资源保持不放；

不剥夺条件，进程已经获得资源，在未使用完成之前，不强行剥夺；

循环等待条件，进程之间头尾相接等待资源释放；

避免死锁就是阻止循环等待条件，将系统中的所有资源设置标志位，排序，规定所有的进程在申请资源的时候按顺序执行（升序或降序）；

23. Java中活锁和死锁的区别？

活锁，就是进程的状态可以改变，但是不能够执行； 例如,走廊里两个人相遇，一个让一个,一直让不开的现象。

死锁，就是进程的状态不能改变，也不能够执行； 例如,走廊里两个人相遇，堵在那儿不动的现象。

24. 怎样检查一个线程是否拥有锁？

Java.lang.Thread中有一个方法holdsLock（），返回true，当前线程持有锁；

25. Java中synchronized和RentrantLock有什么不同？

它们都是锁；

使用synchronized关键字作为锁来实现互斥，它可以锁方法，锁语句块，锁对象，但是不能够扩展锁之外的方法或者边界，尝试获取锁时候中途不能取消等；

Java5之后的lock接口提供了更为复杂的控制来解决并发问题； RentrantLock类实现了Lock，它拥有synchronized相同的并发性和内存语义且扩展性更好。

26. 有3个线程，怎样保证他们按照顺序执行？

有很多种方法； 可以使用join（）方法在一个线程中启动另一个线程，

比如：A，B，C三个线程；将A join到b中，b join到c中，先启动C线程，按照c-b-a的顺序执行；

27. Thread类中的yield方法有什么作用？

可以暂停当前正在执行的线程对象，让优先级高的先执行；

它是一个静态方法，保证当前线程放弃CPU占用，而不保证优先级高的就一定执行，有可能线程刚暂停又立马恢复；

28. Java中的ConcurrentHashMap的并发度是什么？

ConcurrentHashMap把实际的map划分为若干部分来实现它的可扩展性和线程安全；

这种划分是使用并发度获得的，它是ConcurrentHashMap类构造函数的一个构造参数，默认值是16，这样能在多线程情况下避免争用。

29. 如果你提交任务时候，线程池已经满，会发生什么？

会抛异常RejectedExecutionException；因为在非扩展线程池的情况下该线程任务不能够被调度。 **

1. Java中线程池中的submit和execute方法有什么区别？**

两个方法都可以向线程池提交任务；

execute方法的返回值类型是void，定义在Execotor接口中；

Submit方法返回持有计算结果的future对象，它定义在ExecutorService接口中，它扩展了Exector接口；

其它的线程池类ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有这些方法；

31. 什么是阻塞式方法？

指程序会等待该方法完成，期间不会做其它的事情； ServerSocket类的accept方法就是阻塞式方法，会一直等待客户端连接；

阻塞指的是线程在调用结果返回之前，当前线程会被挂起，直到得到结果之后才会返回；

32. Java中的ReadWriteLock是什么？

读写锁，用来提升并发程序性能； Java5 新增的接口，一个读写锁维护一对关联的锁，一个用于读操作，一个用于写操作；

读锁是共享的，写锁是独占的。

33. 多线程中的忙循环是什么？

忙循环就是开发者用空循环让一个线程等待，一直持有CPU的控制；

不像wait（），sleep（），yield（）等方法，放弃了CPU的控制；

好处是保留CPU缓存，减少线程等待，避免重建缓存。

34. 如果同步块内的线程抛出异常会发生什么？

线程会释放锁；

35. 单例模式的双检锁是什么 ？

它是用来创建线程安全的，写单例模式的老方法；

当单例实例第一次被创建时候它试图用单个锁进行性能优化，但是由于太过复杂几乎没人用。

36. 如何在java中创建线程安全的singleton？

双检索实现单例；

也可以通过JVM的类加载和静态变量初始化特征来创建单例；

或者利用枚举实现；

以上三种都是线程安全的可用的； **

1. 写出3条你遵循的多线程最佳实践？**

1）给线程起一个有意义的名字 方便找bug或追踪线程执行；

2）避免锁定和缩小同步范围 锁花费的代价高昂，且上下文切换更耗费时间和空间，最低限度的使用同步锁，缩小临界区，有利于提升性能。

3）多用同步类，少用wait和notify CountDownLatch, Semaphore, CyclicBarrier 和 Exchanger 等这些同步类简化了编码操作； 而wait和notify很难实现相对复杂控制流控制； 使用高级的同步工具有利于优化线程；

4）多用并发集合少用同步集合 并发集合比同步集合扩展性好

38. 如何强制启动一个线程？

线程是被线程 调度器控制的，java中没有提供响应的API。

39. Java多线程中调用wait和sleep的方法有什么不同？

都可以让线程进入等待状态； wait方法用于线程间通信，如果等待条件为真且其它线程被唤醒是它会释放锁；

sleep方法仅仅是释放CPU的资源，让当前线程停止执行，不会释放锁；

- 其它

1.CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什么不同？

CyclicBarrier和CountDownLatch都可以让一组线程等待其它线程； 不同点是CountdownLatch不能重新使用。

2.什么是FutureTask？

在java并发编程中，FutrueTask表示一个可以取消的异步运算；

它有启动运算，取消运算，查询运算，取回运算等方法，只有单运算完成才能取回结果，运算未完成get将会被阻塞。

异步运算也是调用Runnable接口，可以交给Executor来执行。

3.为什么应该在循环中检查等待条件？

处在等待状态的线程可能会收到错误报警和伪唤醒，不在循环中检查等待，程序就会在没有满足条件的情况下退出；

当一个线程被notify时候，并不认为它原来的状态仍然有效，因为这段时间它有可能改变。

4.如何在java中获取线程堆栈？

JVM会把所有线程的状态存到日志文件，或者输出到控制台；

Windows中Ctrl+Break组合键获取； Linux下用kill -3 命令获取； 业可以用jps这个工具找到id；

5.JVM中的那个参数是用来控制线程的栈堆大小的？

-Xss用来控制线程栈堆大小；

6.Java中的semaphore是什么？

是一种新的同步类，是一个计数信号；

信号量维护了一个许可集合，未经许可的线程请求会被阻塞，获得许可请求才可以进入排队状态；

Semaphore只对可用许可的信号进行计数；

信号量常用在多线程代码种，比如数据库连接池等

7.Swing是线程安全的么？ 为什么？

不是线程安全的；

因为swing的提供的组件不能再多线程中进行修改，所有对GUI组件的更新都需要在AWT线程中完成；

而swin提供了同步和异步两种回调方法来进行更新；

8.Java中的invokeAndWait和invokeLater方法有什么区别？

作用都是从当前线程更新GUI组件； 前者同步更新GUI组件，比如一个进度条，一旦更新了，进度条就要做出相应改变；

后者请求派线程更新组件，比如一个进度条，一旦更新，并没有更新，需要等待派发线程完成更新，才最终更新。

9.Swing API中的哪些方法是线程安全的 ？

Swing不是线程安全的，它的一些方法是线程安全的；

比如：repaint（），revalidata（），JTextComponent的setText（）方法和JTextArea的insert（）方法和append（）方法等。

10.Java中volatile变量和atomic变量有什么不同？

Java中的volatile变量可以确保先行关系，写操作会发生在后续的读操作之前，但是并不能保证原子性；

例如用volatile修饰count变量，那么count++操作就不是原子性的； AtomicInteger类提供的atomic方法可以让这种操作具有原子性；

11.Java中的fork join框架是什么 ？

Fork join框架是JDK7出现的一款工具，java开发人员可以通过它，充分利用现代服务器上的多出来器；

可以将所有可用的处理能力调用起来提升程序性能；

它使用了工作窃取算法，可以完成更多任务的工作线程，可以从其它线程中窃取任务来执行。