面试简单整理之多线程
35.并行和并发有什么区别？
并行就是同一时刻有多个事件执行；并发就是在同一时间间隔多个事件分别执行，宏观上造成同时执行的假象。
36.线程和进程的区别？
进程是资源（CPU、内存等）分配的基本单位，它是程序执行时的一个实例。程序运行时系统就会创建一个进程，并为它分配资源，然后把该进程放入进程就绪队列，进程调度器选中它的时候就会为它分配CPU时间，程序开始真正运行。
线程是程序执行时的最小单位，它是进程的一个执行流，是CPU调度和分派的基本单位，一个进程可以由很多个线程组成，线程间共享进程的所有资源，每个线程有自己的堆栈和局部变量。线程由CPU独立调度执行，在多CPU环境下就允许多个线程同时运行。同样多线程也可以实现并发操作，每个请求分配一个线程来处理。
37.守护线程是什么？
守护线程是服务线程，为用户线程提供服务。当所有用户线程结束后，守护线程就会结束。例如垃圾回收线程
38.创建线程有哪几种方式？
39.说一下 runnable 和 callable 有什么区别？
runnable没有返回值，不能抛出异常；callable有返回值， 可以抛出异常，返回值以Future包装
40.线程有哪些状态？
41.sleep() 和 wait() 有什么区别？
sleep()方法是属于Thread类中的。而wait()方法，则是属于Object类中的。
sleep()方法导致了程序暂停执行指定的时间，让出cpu该其他线程，但是他的监控状态依然保持者，当指定的时间到了又会自动恢复运行状态。
在调用sleep()方法的过程中，线程不会释放对象锁。
而当调用wait()方法的时候，线程会放弃对象锁，进入等待此对象的等待锁定池，只有针对此对象调用notify()方法后本线程才进入对象锁定池准备，获取对象锁进入运行状态
42.notify()和 notifyAll()有什么区别？
先说两个概念：锁池和等待池 锁池:假设线程A已经拥有了某个对象(注意:不是类)的锁，而其它的线程想要调用这个对象的某个synchronized方法(或者synchronized块)，由于这些线程在进入对象的synchronized方法之前必须先获得该对象的锁的拥有权，但是该对象的锁目前正被线程A拥有，所以这些线程就进入了该对象的锁池中。 等待池:假设一个线程A调用了某个对象的wait()方法，线程A就会释放该对象的锁后，进入到了该对象的等待池中 Reference：java中的锁池和等待池 然后再来说notify和notifyAll的区别 如果线程调用了对象的 wait()方法，那么线程便会处于该对象的等待池中，等待池中的线程不会去竞争该对象的锁。 当有线程调用了对象的 notifyAll()方法（唤醒所有 wait 线程）或 notify()方法（只随机唤醒一个 wait 线程），被唤醒的的线程便会进入该对象的锁池中，锁池中的线程会去竞争该对象锁。也就是说，调用了notify后只要一个线程会由等待池进入锁池，而notifyAll会将该对象等待池内的所有线程移动到锁池中，等待锁竞争 优先级高的线程竞争到对象锁的概率大，假若某线程没有竞争到该对象锁，它还会留在锁池中，唯有线程再次调用 wait()方法，它才会重新回到等待池中。而竞争到对象锁的线程则继续往下执行，直到执行完了 synchronized 代码块，它会释放掉该对象锁，这时锁池中的线程会继续竞争该对象锁。 Reference：线程间协作：wait、notify、notifyAll 综上，所谓唤醒线程，另一种解释可以说是将线程由等待池移动到锁池，notifyAll调用后，会将全部线程由等待池移到锁池，然后参与锁的竞争，竞争成功则继续执行，如果不成功则留在锁池等待锁被释放后再次参与竞争。而notify只会唤醒一个线程。
43.线程的 run()和 start()有什么区别？
start方法是线程进入就绪状态，等待获取CPU时间；获取cpu时间后，由cpu调用run方法。
线程的run()方法是由java虚拟机直接调用的，如果我们没有启动线程（没有调用线程的start()方法）而是在应用代码中直接调用run()方法，那么这个线程的run()方法其实运行在当前线程（即run()方法的调用方所在的线程）之中，而不是运行在其自身的线程中，从而违背了创建线程的初衷；
44.创建线程池有哪几种方式？
Executors提供的线程池配置方案 1、构造一个固定线程数目的线程池，配置的corePoolSize与maximumPoolSize大小相同，同时使用了一个无界LinkedBlockingQueue存放阻塞任务，因此多余的任务将存在再阻塞队列，不会由RejectedExecutionHandler处理 2、构造一个缓冲功能的线程池，配置corePoolSize=0，maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE，keepAliveTime=60s,以及一个无容量的阻塞队列 SynchronousQueue，因此任务提交之后，将会创建新的线程执行；线程空闲超过60s将会销毁 3、构造一个只支持一个线程的线程池，配置corePoolSize=maximumPoolSize=1，无界阻塞队列LinkedBlockingQueue；保证任务由一个线程串行执行 4、构造有定时功能的线程池，配置corePoolSize，无界延迟阻塞队列DelayedWorkQueue；有意思的是：maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE，由于DelayedWorkQueue是无界队列，所以这个值是没有意义的 5、newWorkStealingPool(int parallelism)，这是一个经常被人忽略的线程池，Java 8 才加入这个创建方法，其内部会构建ForkJoinPool，利用Work-Stealing算法，并行地处理任务，不保证处理顺序。
45.线程池都有哪些状态？
1、RUNNING (1) 状态说明：线程池处在RUNNING状态时，能够接收新任务，以及对已添加的任务进行处理。 (02) 状态切换：线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说，线程池被一旦被创建，就处于RUNNING状态，并且线程池中的任务数为0！ 2、 SHUTDOWN (1) 状态说明：线程池处在SHUTDOWN状态时，不接收新任务，但能处理已添加的任务。 (2) 状态切换：调用线程池的shutdown()接口时，线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。 3、STOP (1) 状态说明：线程池处在STOP状态时，不接收新任务，不处理已添加的任务，并且会中断正在处理的任务。 (2) 状态切换：调用线程池的shutdownNow()接口时，线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP。 4、TIDYING (1) 状态说明：当所有的任务已终止，ctl记录的”任务数量”为0，线程池会变为TIDYING状态。当线程池变为TIDYING状态时，会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的，若用户想在线程池变为TIDYING时，进行相应的处理；可以通过重载terminated()函数来实现。 (2) 状态切换：当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。 当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP -> TIDYING。 5、 TERMINATED (1) 状态说明：线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态。 (2) 状态切换：线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由 TIDYING -> TERMINATED。
46.线程池中 submit()和 execute()方法有什么区别？
execute和submit都属于线程池的方法，execute只能提交Runnable类型的任务，而submit既能提交Runnable类型任务也能提交Callable类型任务。
execute会直接抛出任务执行时的异常，submit会吃掉异常，可通过Future的get方法将任务执行时的异常重新抛出。
execute所属顶层接口是Executor,submit所属顶层接口是ExecutorService，实现类ThreadPoolExecutor重写了execute方法,抽象类AbstractExecutorService重写了submit方法。
47.在 java 程序中怎么保证多线程的运行安全？
当多个线程要共享一个实例对象的值得时候，那么在考虑安全的多线程并发编程时就要保证下面3个要素：
原子性（Synchronized, Lock）
有序性(Volatile，Synchronized, Lock)
可见性(Volatile，Synchronized,Lock)
当然由于synchronized和Lock保证每个时刻只有一个线程执行同步代码，所以是线程安全的，也可以实现这一功能，但是由于线程是同步执行的，所以会影响效率。
下面是对3个要素的详细解释：
原子性：即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。
在Java中，基本数据类型的变量的读取和赋值操作是原子性操作，即这些操作是不可被中断的，要么执行，要么不执行。
可见性：指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。
当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取共享变量时，它会去内存中读取新值。
普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改后，什么时候被写入主存是不确定的，当其他线程去读取时，此时内存中可能还是原来的旧值，因此无法保证可见性。
更新主存的步骤：当前线程将其他线程的工作内存中的缓存变量的缓存行设置为无效，然后当前线程将变量的值跟新到主存，更新成功后将其他线程的缓存行更新为新的主存地址
其他线程读取变量时，发现自己的缓存行无效，它会等待缓存行对应的主存地址被更新之后，然后去对应的主存读取最新的值。
有序性：即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
在Java内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重排序，但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的正确性。
48.多线程锁的升级原理是什么？
锁的种类： 偏向锁--轻量锁--重量锁 当synchronized区域长期都由同一个线程加锁、解锁时，jvm就用偏向锁来做，它的加锁解锁比轻量锁操作起来指令更加简化。不过一旦有其他线程使用synchronized区域，即使没有线程间竞争，也会把偏向锁升级为轻量锁，当然如果发生线程竞争就再升级为对象锁。
49.什么是死锁？
多个进程在运行过程中因竞争资源而陷入僵局，若无外力作用，都将无法往前推进。
死锁的必要条件：互斥条件（资源只能由一个进程获得）；请求与保持条件（一个进程因请求被占用资源而发生阻塞时，对已获得的资源保持不放）；不剥夺条件（任何一个资源在没被该进程释放之前，任何其他进程都无法对他剥夺占用）；循环等待条件（当发生死锁时，所等待的进程必定会形成一个环路（类似于死循环），造成永久阻塞）。
50.怎么防止死锁？
设置加锁顺序（安装一定的顺序加锁）；设置加锁的时限（超时重试）；死锁检测
51.ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？
ThreadLocal是线程的局部变量，这些变量只能在这个线程内被读写，在其他线程内是无法访问的。 ThreadLocal 定义的通常是与线程关联的私有静态字段（例如，用户ID或事务ID）。：对于同一个static ThreadLocal，不同线程只能从中get，set，remove自己的变量，而不会影响其他线程的变量。 1、ThreadLocal.get: 获取ThreadLocal中当前线程共享变量的值。 2、ThreadLocal.set: 设置ThreadLocal中当前线程共享变量的值。 3、ThreadLocal.remove: 移除ThreadLocal中当前线程共享变量的值。 4、ThreadLocal.initialValue: ThreadLocal没有被当前线程赋值时或当前线程刚调用remove方法后调用get方法，返回此方法值。 场景： 数据库连接 session
52.说一下 synchronized 底层实现原理？
每个对象有一个监视器锁（monitor）。当monitor被占用时就会处于锁定状态，线程执行monitorenter指令时尝试获取monitor的所有权，过程如下：
如果monitor的进入数为0，则该线程进入monitor，然后将进入数设置为1，该线程即为monitor的所有者。
如果线程已经占有该monitor，只是重新进入，则进入monitor的进入数加1。
如果其他线程已经占用了monitor，则该线程进入阻塞状态，直到monitor的进入数为0，再重新尝试获取monitor的所有权。
执行monitorexit的线程必须是objectref所对应的monitor的所有者。
指令执行时，monitor的进入数减1，如果减1后进入数为0，那线程退出monitor，不再是这个monitor的所有者。其他被这个monitor阻塞的线程可以尝试去获取这个 monitor 的所有权。
通过这两段描述，我们应该能很清楚的看出Synchronized的实现原理，Synchronized的语义底层是通过一个monitor的对象来完成，其实wait/notify等方法也依赖于monitor对象，这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法，否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常的原因。
53.synchronized 和 volatile 的区别是什么？
1）volatile本质是告诉JVM当前变量在寄存器中的值是不确定的，需要从主存中读取。synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其它线程被阻塞。 2）volatile仅能使用在变量级别，synchronized则可以使用在变量、方法。 3）volatile仅能实现变量修改的可见性，而synchronized则可以保证变量修改的可见性和原子性。《Java编程思想》上说，定义long或double时，如果使用volatile关键字(简单的赋值与返回操作)，就会获得原子性。(常规状态下，这两个变量由于其长度，其操作不是原子的) 4）volatile不会造成线程阻塞，synchronized会造成线程阻塞。 5）使用volatile而不是synchronized的唯一安全情况是类中只有一个可变的域。 5、当一个域的值依赖于它之前的值时，volatile就无法工作了，如n=n+1,n++等。如果某个域的值受到其他域的值的限制，那么volatile也无法工作，如Range类的lower和upper边界，必须遵循lower<=upper的限制
54.synchronized 和 Lock 有什么区别？
1）Lock不是Java语言内置的，synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性。Lock是一个类，通过这个类可以实现同步访问； 2）Lock和synchronized有一点非常大的不同，采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。 区别： 1.用法不一样。synchronized既可以加在方法上，也可以加载特定的代码块上，括号中表示需要锁的对象。而Lock需要显示地指定起始位置和终止位置。synchronzied是托管给jvm执行的，Lock锁定是通过代码实现的。 2.在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。 3.锁的机制不一样。synchronized获得锁和释放的方式都是在块结构中，而且是自动释放锁。而Lock则需要开发人员手动去释放，并且必须在finally块中释放，否则会引起死锁问题的发生。 4.Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字,synchronized是内置的语言实现； 5.synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁； 6.Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
56.说一下 atomic 的原理？
CAS算法是由硬件直接支持来保证原子性的，有三个操作数：内存位置V、旧的预期值A和新值B，当且仅当V符合预期值A时，CAS用新值B原子化地更新V的值，否则，它什么都不做。
57.并发包 ：CountDownLatch（闭锁），CyclicBarrier （栅栏）
