Java并发编程面试题 Top 50 整理版

            <p>本文在 <a href="http://www.importnew.com/12773.html" rel="nofollow" target="_blank">Java线程面试题 Top 50</a>的基础上，对部分答案进行进行了整理和补充，问题答案主要来自《Java编程思想（第四版）》，《Java并发编程实战》和一些优秀的博客，当然还有我个人的拙见，添加部分大多用不同颜色进行了区别以方便阅读。</p>

前言

不管你是新程序员还是老手，你一定在面试中遇到过有关线程的问题。Java语言一个重要的特点就是内置了对并发的支持，让Java大受企业和程序员的欢迎。大多数待遇丰厚的Java开发职位都要求开发者精通多线程技术并且有丰富的Java程序开发、调试、优化经验，所以线程相关的问题在面试中经常会被提到。

在典型的Java面试中， 面试官会从线程的基本概念问起, 如：为什么你需要使用线程， 如何创建线程，用什么方式创建线程比较好（比如：继承thread类还是调用Runnable接口），然后逐渐问到并发问题像在Java并发编程的过程中遇到了什么挑战，Java内存模型，JDK1.5引入了哪些更高阶的并发工具，并发编程常用的设计模式，经典多线程问题如生产者消费者，哲学家就餐，读写器或者简单的有界缓冲区问题。仅仅知道线程的基本概念是远远不够的， 你必须知道如何处理死锁，竞态条件，内存冲突和线程安全等并发问题。掌握了这些技巧，你就可以轻松应对多线程和并发面试了。

许多Java程序员在面试前才会去看面试题，这很正常。因为收集面试题和练习很花时间，所以我从许多面试者那里收集了Java多线程和并发相关的50个热门问题。我只收集了比较新的面试题且没有提供全部答案。想必聪明的你对这些问题早就心中有数了， 如果遇到不懂的问题，你可以用Google找到答案。若你实在找不到答案，可以在文章的评论中向我求助。你也可以在这找到一些答案Java线程问答Top 12。

下面是Java线程相关的热门面试题，你可以用它来好好准备面试。

目录

1) 什么是线程？

2) 线程和进程有什么区别？

3) 如何在Java中实现线程？

4) 用Runnable还是Thread？

6) Thread 类中的start() 和 run() 方法有什么区别？

7) Java中Runnable和Callable有什么不同？

8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什么不同？

9) Java内存模型是什么？

10) Java中的volatile 变量是什么？

11) 什么是线程安全？Vector是一个线程安全类吗？ （详见这里)

12) Java中什么是竞态条件？ 举个例子说明。

13) Java中如何停止一个线程？

14) 一个线程运行时发生异常会怎样？

15） 如何在两个线程间共享数据？

16) Java中notify 和 notifyAll有什么区别？

17) 为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面？

18) 什么是ThreadLocal变量？

19) 什么是FutureTask？

20) Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的区别？

21) 为什么wait和notify方法要在同步块中调用？

22) 为什么你应该在循环中检查等待条件?

23) Java中的同步集合与并发集合有什么区别？

24） Java中堆和栈有什么不同？

25） 什么是线程池？ 为什么要使用它？

26） 如何写代码来解决生产者消费者问题？

27） 如何避免死锁？

28) Java中活锁和死锁有什么区别？

29） 怎么检测一个线程是否拥有锁？

30) 你如何在Java中获取线程堆栈？

31) JVM中哪个参数是用来控制线程的栈堆栈小的

32） Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同？

33） 有三个线程T1，T2，T3，怎么确保它们按顺序执行？

34) Thread类中的yield方法有什么作用？

35） Java中ConcurrentHashMap的并发度是什么？

36） Java中Semaphore是什么？

37）如果你提交任务时，线程池队列已满。会时发会生什么？

38) Java线程池中submit() 和 execute()方法有什么区别？

39) 什么是阻塞式方法？

40) Swing是线程安全的吗？ 为什么？

41） Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什么区别？

42) Swing API中那些方法是线程安全的？

43) 如何在Java中创建Immutable对象？

44） Java中的ReadWriteLock是什么？

45) 多线程中的忙循环是什么?

46）volatile 变量和 atomic 变量有什么不同？

47) 如果同步块内的线程抛出异常会发生什么？

48） 单例模式的双检锁是什么？

49） 如何在Java中创建线程安全的Singleton？

51) 如何强制启动一个线程？

52) Java中的fork join框架是什么？

53） Java多线程中调用wait() 和 sleep()方法有什么不同？

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1) 什么是线程？

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。程序员可以通过它进行多处理器编程，你可以使用多线程对运算密集型任务提速。比如，如果一个线程完成一个任务要100毫秒，那么用十个线程完成改任务只需10毫秒。Java在语言层面对多线程提供了卓越的支持，它也是一个很好的卖点。欲了解更多详细信息请点击这里。

2) 线程和进程有什么区别？

线程是进程的子集，一个进程可以有很多线程。每个进程都有自己的内存空间，可执行代码和唯一进程标识符（PID）。 

每条线程并行执行不同的任务。不同的进程使用不同的内存空间（线程自己的堆栈），而所有的线程共享一片相同的内存空间（进程主内存）。别把它和栈内存搞混，每个线程都拥有单独的栈内存用来存储本地数据。更多详细信息请点击这里。

如下图所示：

3) 如何在Java中实现线程？

在语言层面有两种方式。java.lang.Thread 类的实例就是一个线程但是它需要调用java.lang.Runnable接口来执行，由于Thread类本身就是调用的Runnable接口。看Thead和Runnable的源码：

public
 
class Thread implements Runnable { ...

public
 
interface Runnable { ...

所以你可以继承java.lang.Thread 类或者直接调用Runnable接口来重写run()方法实现线程。更多详细信息请点击这里.

4) 用Runnable还是Thread？

这个问题是上题的后续，大家都知道我们可以通过继承Thread类或者调用Runnable接口来实现线程，问题是，那个方法更好呢？什么情况下使用它？这个问题很容易回答，如果你知道Java不支持类的多重继承，但允许你调用多个接口。所以如果你要继承其他类，当然是调用Runnable接口好了。更多详细信息请点击这里。

Runnable和Thread两者最大的区别是Thread是类而Runnable是接口，至于用类还是用接口，取决于继承上的实际需要。Java类是单继承的，实现多个接口可以实现类似多继承的操作。

其次， Runnable就相当于一个作业，而Thread才是真正的处理线程，我们需要的只是定义这个作业，然后将作业交给线程去处理，这样就达到了松耦合，也符合面向对象里面组合的使用，另外也节省了函数开销，继承Thread的同时，不仅拥有了作业的方法run()，还继承了其他所有的方法。（摘自：https://blog.csdn.net/u013755987/article/details/51855098）

当需要创建大量线程的时候，有以下不足：①线程生命周期的开销非常高；②资源消耗；③稳定性。

如果二者都可以选择不用，那就不用。因为Java这门语言发展到今天，在语言层面提供的多线程机制已经比较丰富且高级，完全不用在线程层面操作。直接使用Thread和Runnable这样的“裸线程”元素比较容易出错，还需要额外关注线程数等问题。建议：简单的多线程程序，使用Executor。 复杂的多线程程序，使用一个Actor库，首推Akka。（摘自：https://blog.csdn.net/mayp1/article/details/69950530）

如果一定要在Runnable和Thread中选择一个使用，选择Runnable。

6) Thread 类中的start() 和 run() 方法有什么区别？

这个问题经常被问到，但还是能从此区分出面试者对Java线程模型的理解程度。start()方法被用来启动新创建的线程，而且start()内部调用了run()方法，JDK 1.8源码中start方法的注释这样写到：Causes this thread to begin execution; the Java Virtual Machine calls the <code>run</code> method of this thread.这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候，只会是在原来的线程中调用，没有新的线程启动，start()方法才会启动新线程，JDK 1.8源码中注释这样写： The result is that two threads are running concurrently: the current thread (which returns from the call to the <code>start</code> method) and the other thread (which executes its <code>run</code> method).。更多讨论请点击这里

7) Java中Runnable和Callable有什么不同？

Runnable和Callable都代表那些要在不同的线程中执行的任务。Runnable从JDK1.0开始就有了，Callable是在JDK1.5增加的。它们的主要区别是Callable的 call() 方法可以返回值和抛出异常，而Runnable的run()方法没有这些功能。Callable可以返回装载有计算结果的Future对象。我的博客有更详细的说明。

Runnable是执行工作的独立任务，但是它不返回任何值。如果希望任务在完成的时候能够返回一个值，那么可以实现Callable接口而不是Runnable接口。在Java SE5中引入的Callable是一种具有类型参数的泛型，它的类型参数表示的是从方法call()（而不是run()）中返回的值，并且必须使用ExecutorService.submit()方法调用它。submit()方法会产生Future对象，它用Callable返回结果的特定类型进行了参数化。

8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什么不同？

CyclicBarrier 和 CountDownLatch 都可以用来让一组线程等待其它线程。与 CyclicBarrier 不同的是，CountdownLatch 不能重新使用。点此查看更多信息和示例代码。

CountDownLatch是一种灵活的闭锁实现，可以使一个或者多个线程等待一组事件发生。闭锁状态包括一个计数器，改计数器初始化为一个正数，表示需要等待的事件数量。countDown方法递减计数器，表示有一个事件发生了，而await方法等待计数器到达0，表示所有需要等待的事情都已经发生。如果计数器的值非零，那么await就会一直阻塞知道计数器的值为0，或者等待的线程中断，或者等待超时。

CyclicBarrier适用于这样的情况：你希望创建一组任务，他们并行地执行工作，然后在进行下一个步骤之前等待，直至所有任务都完成。它使得所有的并行任务都将在栅栏出列队，因此可以一致的向前移动。这非常像CountDownLatch，只是CountDownLatch是只触发一次的事件，而CyclicBarrier可以多次重用。

9) Java内存模型是什么？

Java内存模型规定和指引Java程序在不同的内存架构、CPU和操作系统间有确定性地行为。它在多线程的情况下尤其重要。Java内存模型对一个线程所做的变动能被其它线程可见提供了保证，它们之间是先行发生关系。这个关系定义了一些规则让程序员在并发编程时思路更清晰。比如，先行发生关系确保了：

• 线程内的代码能够按先后顺序执行，这被称为程序次序规则。

• 对于同一个锁，一个解锁操作一定要发生在时间上后发生的另一个锁定操作之前，也叫做管程锁定规则。

• 前一个对volatile的写操作在后一个volatile的读操作之前，也叫volatile变量规则。

• 一个线程内的任何操作必需在这个线程的start()调用之后，也叫作线程启动规则。

• 一个线程的所有操作都会在线程终止之前，线程终止规则。

• 一个对象的终结操作必需在这个对象构造完成之后，也叫对象终结规则。

• 可传递性

我强烈建议大家阅读《Java并发编程实践》第十六章来加深对Java内存模型的理解。

10) Java中的volatile 变量是什么？

volatile是一个特殊的修饰符，只有成员变量才能使用它。在Java并发程序缺少同步类的情况下，多线程对成员变量的操作对其它线程是透明的。volatile变量可以保证下一个读取操作会在前一个写操作之后发生，就是上一题的volatile变量规则。点击这里查看更多volatile的相关内容。

Java语言提供了一种稍弱的同步机制，即volatile变量，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。当把变量声明为volatile类型后，编译器和运行时都会注意到这个变量是共享的，因此不会将变量上的操作和其他内存操作一起重排序。volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，因此在读取volatile类型的时候总会返回最新写入的值。

在访问volatile变量时不会执行加锁操作，因此也不会使执行线程阻塞，因此volatile变量是一种比synchronized关键字更轻量级的同步机制。

加锁机制既可以确保可见性又可以确保原子性，而volatile变量只能确保可见性。

11) 什么是线程安全？Vector是一个线程安全类吗？ （详见这里)

如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。一个线程安全的计数器类的同一个实例对象在被多个线程使用的情况下也不会出现计算失误。很显然你可以将集合类分成两组，线程安全和非线程安全的。Vector 是用同步方法来实现线程安全的, 而和它相似的ArrayList不是线程安全的。

如果某个类可以在多个线程中安全地使用，那么它就是一个线程安全的类。线程安全性的定义中，最核心的概念是正确性。正确性的含义是，某个类的行为与其规范完全一致。那么，线程安全性：当多个线程同时访问某个类的时候，这个类始终都能表现出正确的行为，那么就称这个类是线程安全的。

12) Java中什么是竞态条件？ 举个例子说明。

竞态条件会导致程序在并发情况下出现一些bugs。多线程对一些资源的竞争的时候就会产生竞态条件，如果首先要执行的程序竞争失败排到后面执行了，那么整个程序就会出现一些不确定的bugs。这种bugs很难发现而且会重复出现，因为线程间的随机竞争。一个例子就是无序处理，详见答案。

当某个计算的正确性取决于多个线程的交替执行时序时，那么就发发生竞态条件。换句话说，就是正确的结果要取决于运气。最常见的竞态条件类型是“先检查后执行”操作，即通过一个可能失效的观测结果来决定下一步的动作。

例如，假定你计划中午在University Avenue的星巴克与一位朋友会面。但当你到达那里时，发现有两家星巴克，并且你不知道说好碰面的是哪一家。在12:10时，你没有在星巴克A看到朋友，那么就会去星巴克B看看他是否在那里，但看他是否在那里，但他也不在那里。这有几种可能：你的朋友迟到了，还没到任何一家星巴克；你的朋友在你离开后到了星巴克A；你的朋友在星巴克B，但他去星巴克A找你，并且此时正在去星巴克A的途中。假设最糟糕的情况，最后一种可能。现在是12:15，你们两个都去过了两家星巴克，并都开始怀疑对方是否失约了。现在你会怎么做？回到另一家星巴克？来来回回要走多少次？除非你们之间约定了某种协议，否则整天都在University Avenue上走来走去，倍感沮丧。

大多数竞态条件的本质——基于一种可能失效的观察结果做出判断或者执行某个计算。

13) Java中如何停止一个线程？

Java提供了很丰富的API但没有为停止线程提供API。JDK 1.0本来有一些像stop(), suspend() 和 resume()的控制方法但是由于潜在的死锁威胁因此在后续的JDK版本中他们被弃用了，之后Java API的设计者就没有提供一个兼容且线程安全的方法来停止一个线程。当run() 或者 call() 方法执行完的时候线程会自动结束,如果要手动结束一个线程，你可以用volatile 布尔变量来退出run()方法的循环或者是取消任务来中断线程。点击这里查看示例代码。

推荐Thread之十：停止线程方法汇总

14) 一个线程运行时发生异常会怎样？

这是我在一次面试中遇到的一个很***钻的Java面试题, 简单的说，如果异常没有被捕获该线程将会停止执行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用于处理未捕获异常造成线程突然中断情况的一个内嵌接口。当一个未捕获异常将造成线程中断的时候JVM会使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()来查询线程的UncaughtExceptionHandler并将线程和异常作为参数传递给handler的uncaughtException()方法进行处理。

15） 如何在两个线程间共享数据？

你可以通过共享对象来实现这个目的，或者是使用像阻塞队列这样并发的数据结构。这篇教程《Java线程间通信》(涉及到在两个线程间共享对象)用wait和notify方法实现了生产者消费者模型。

推荐：多个线程之间共享数据的方式 ；如何在两个线程之间共享数据

16) Java中notify 和 notifyAll有什么区别？

这又是一个***钻的问题，因为多线程可以等待单监控锁，Java API 的设计人员提供了一些方法当等待条件改变的时候通知它们，但是这些方法没有完全实现。notify()方法不能唤醒某个具体的线程，所以只有一个线程在等待的时候它才有用武之地。而notifyAll()唤醒所有线程并允许他们争夺锁确保了至少有一个线程能继续运行。我的博客有更详细的资料和示例代码。

使用notify()的时，在众多等待同一个锁的任务中只有一个会被唤醒，因此如果希望使用notify()，就必须保证被唤醒的是恰当的任务。

notifyAll()将唤醒“所有正在等待的任务”。这并不是意味着在程序中任何地方，任何处于wait()状态中的任务都将被任何对notify()的调用唤醒，而是notifyAll()因某个特定锁而被调用的时候，只有等待这个锁的任务才会被唤醒。

17) 为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面？

这是个设计相关的问题，它考察的是面试者对现有系统和一些普遍存在但看起来不合理的事物的看法。回答这些问题的时候，你要说明为什么把这些方法放在Object类里是有意义的，还有不把它放在Thread类里的原因。一个很明显的原因是JAVA提供的锁是对象级的而不是线程级的，每个对象都有锁，通过线程获得。如果线程需要等待某些锁那么调用对象中的wait()方法就有意义了。如果wait()方法定义在Thread类中，线程正在等待的是哪个锁就不明显了。简单的说，由于wait，notify和notifyAll都是锁级别的操作，所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象。你也可以查看这篇文章了解更多。

wait()、notify()以及notifyAll()有一个比较特殊的方面，那就是这些方法是基类Object的一部分，而不属于Thread的一部分。尽管开始看起来是有点奇怪——仅仅针对线程的功能却作为通用基类的一部分而实现，不过这是有道理的，因为这些方法操作的锁也是所有对象的一部分。所以，可以把wait()放进任何同步控制方法里，而不用考虑这个类是否继承自Thread还是实现了Runnable接口。实际上，只能在同步控制方法或者同步控制块里面调用wait()、notify()以及notifyAll()（因为不用操作锁，所以sleep()可以在非同步控制方法里面调用）。如果在非同步控制方法里面调用这些方法，程序能通过编译，但运行的时候，会得到IllegalMonitorStateException异常，并伴随着一些含糊的信息，比如“当前线程不是拥有者”。消息的意思是说，调用wait()、notify()以及notifyAll()的任务在调用这些方法前必须“拥有”（获取）对象的锁。

18) 什么是ThreadLocal变量？

ThreadLocal是Java里一种特殊的变量。每个线程都有一个ThreadLocal就是每个线程都拥有了自己独立的一个变量，竞争条件被彻底消除了。它是为创建代价高昂的对象获取线程安全的好方法，比如你可以用ThreadLocal让SimpleDateFormat变成线程安全的，因为那个类创建代价高昂且每次调用都需要创建不同的实例所以不值得在局部范围使用它，如果为每个线程提供一个自己独有的变量拷贝，将大大提高效率。首先，通过复用减少了代价高昂的对象的创建个数。其次，你在没有使用高代价的同步或者不变性的情况下获得了线程安全。线程局部变量的另一个不错的例子是ThreadLocalRandom类，它在多线程环境中减少了创建代价高昂的Random对象的个数。查看答案了解更多。

ThreadLocal是一种线程封闭技术。ThreadLocal提供了get和set等访问接口或方法，这些方法为每个使用该变量的线程都存有一份独立的副本，因此get总是返回由当前执行线程在调用set时设置的最新值。

19) 什么是FutureTask？

在Java并发程序中FutureTask表示一个可以取消的异步运算。它有启动和取消运算、查询运算是否完成和取回运算结果等方法。只有当运算完成的时候结果才能取回，如果运算尚未完成get方法将会阻塞。一个FutureTask对象可以对调用了Callable和Runnable的对象进行包装，由于FutureTask也是调用了Runnable接口所以它可以提交给Executor来执行。

20) Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的区别？

interrupted() 和 isInterrupted()的主要区别是前者会将中断状态清除而后者不会。Java多线程的中断机制是用内部标识来实现的，调用Thread.interrupt()来中断一个线程就会设置中断标识为true。当中断线程调用静态方法Thread.interrupted()来检查中断状态时，中断状态会被清零。而非静态方法isInterrupted()用来查询其它线程的中断状态且不会改变中断状态标识。简单的说就是任何抛出InterruptedException异常的方法都会将中断状态清零。无论如何，一个线程的中断状态有有可能被其它线程调用中断来改变。

public class Thread{
 
    public void interrupt(){...}
 
    public boolean isInterrupted(){...}
 
    public static boolean interrupted(){...}
 
}

interrupt方法能中断目标线程。调用interrupt并不意味着立即停止目标线程正在运行的工作，而只是传递了请求中断的消息。

isInterrupted方法能返回目标线程的中断状态。

静态的interrupted方法将清除当前线程的中断状态，并返回它之前的值，这也是清除中断状态的唯一方法。

21) 为什么wait和notify方法要在同步块中调用？

主要是因为Java API强制要求这样做，如果你不这么做，你的代码会抛出IllegalMonitorStateException异常。还有一个原因是为了避免wait和notify之间产生竞态条件。

如果在非同步控制方法里面调用这些方法，程序能通过编译，但运行的时候，会得到IllegalMonitorStateException异常，并伴随着一些含糊的信息，比如“当前线程不是拥有者”。消息的意思是说，调用wait()、notify()以及notifyAll()的任务在调用这些方法前必须“拥有”（获取）对象的锁。

22) 为什么你应该在循环中检查等待条件?

处于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒，如果不在循环中检查等待条件，程序就会在没有满足结束条件的情况下退出。因此，当一个等待线程醒来时，不能认为它原来的等待状态仍然是有效的，在notify()方法调用之后和等待线程醒来之前这段时间它可能会改变。这就是在循环中使用wait()方法效果更好的原因，你可以在Eclipse中创建模板调用wait和notify试一试。如果你想了解更多关于这个问题的内容，我推荐你阅读《Effective Java》这本书中的线程和同步章节。

23) Java中的同步集合与并发集合有什么区别？

同步集合与并发集合都为多线程和并发提供了合适的线程安全的集合，不过并发集合的可扩展性更高。在Java1.5之前程序员们只有同步集合来用且在多线程并发的时候会导致争用，阻碍了系统的扩展性。Java5介绍了并发集合像ConcurrentHashMap，不仅提供线程安全还用锁分离和内部分区等现代技术提高了可扩展性。更多内容详见答案。

同步容器是线程安全的。同步容器将所有对容器状态的访问都串行化，以实现他们的线程安全性。这种方法的代价是严重降低并发性，当多个线程竞争容器的锁时，吞吐量将严重降低。并发容器是针对多个线程并发访问设计的，改进了同步容器的性能。通过并发容器来代替同步容器，可以极大地提高伸缩性并降低风险。

24） Java中堆和栈有什么不同？

为什么把这个问题归类在多线程和并发面试题里？因为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，一个线程中存储的变量对其它线程是不可见的。而堆是所有线程共享的一片公用内存区域。对象都在堆里创建，为了提升效率线程会从堆中弄一个缓存到自己的栈，如果多个线程使用该变量就可能引发问题，这时volatile 变量就可以发挥作用了，它要求线程从主存中读取变量的值。更多内容详见答案。

25） 什么是线程池？ 为什么要使用它？

创建线程要花费昂贵的资源和时间，如果任务来了才创建线程那么响应时间会变长，而且一个进程能创建的线程数有限。为了避免这些问题，在程序启动的时候就创建若干线程来响应处理，它们被称为线程池，里面的线程叫工作线程。从JDK1.5开始，Java API提供了Executor框架让你可以创建不同的线程池。比如单线程池，每次处理一个任务；数目固定的线程池或者是缓存线程池（一个适合很多生存期短的任务的程序的可扩展线程池）。更多内容详见这篇文章。

线程池，从字面含义来看，是指一组同构工作线程的资源池。线程池与工作队列密切相关的，其中在工作队列中保存了所有等待执行的任务。工作者线程的任务很简单：从工作队列中获取一个任务，执行任务，然后返回线程池并等待下一个任务。

“在线程池中执行任务”比“为每个任务分配一个线程”优势更多。通过重用现有的线程而不是创建新线程，可以在处理多个请求时额分摊在线程创建和销毁过程中产生的巨大开销。另外一个好处是，当请求到达时，工作线程已经存在，因此不会犹豫等待创建线程而延迟任务的执行，从而提高了响应性。通过适当调整线程池的大小，可以创建足够多的线程以便使处理器保持忙碌状态，同时还可以防止过多线程相互竞争资源而使应用程序耗尽内存或失败。

可以通过调用Executors中的静态工厂方法之一来创建线程池：

newFixedThreadPool：创建一个固定长度的线程池；

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);

newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池；

newSingleThreadExecutor：是一个单线程的Executor，它创建单个工作者线程来执行任务；

newScheduleThreadPool：创建一个固定长度的线程池，而且以延迟或定时的方式来执行任务。

26） 如何写代码来解决生产者消费者问题？

在现实中你解决的许多线程问题都属于生产者消费者模型，就是一个线程生产任务供其它线程进行消费，你必须知道怎么进行线程间通信来解决这个问题。比较低级的办法是用wait和notify来解决这个问题，比较赞的办法是用Semaphore 或者 BlockingQueue来实现生产者消费者模型，这篇教程有实现它。

27） 如何避免死锁？

Java多线程中的死锁

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。这是一个严重的问题，因为死锁会让你的程序挂起无法完成任务，死锁的发生必须满足以下四个条件：

• 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

• 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

• 不剥夺条件：进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

• 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

避免死锁最简单的方法就是阻止循环等待条件，将系统中所有的资源设置标志位、排序，规定所有的进程申请资源必须以一定的顺序（升序或降序）做操作来避免死锁。这篇教程有代码示例和避免死锁的讨论细节。

28) Java中活锁和死锁有什么区别？

这是上题的扩展，活锁和死锁类似，不同之处在于处于活锁的线程或进程的状态是不断改变的，活锁可以认为是一种特殊的饥饿。一个现实的活锁例子是两个人在狭小的走廊碰到，两个人都试着避让对方好让彼此通过，但是因为避让的方向都一样导致最后谁都不能通过走廊。简单的说就是，活锁和死锁的主要区别是前者进程的状态可以改变但是却不能继续执行。

活锁是另一种形式的活跃性问题。当多个互相协作的线程都对彼此进行相应而修改各自的状态，并使得任何一个线程都无法继续执行时，就发生了活锁。就像两个过于礼貌的人在半路上面对面地相遇：他们彼此都让出对方的路，然而又在另一条路上相遇了。因此他们就这样反复地避让下去。

29） 怎么检测一个线程是否拥有锁？

我一直不知道我们竟然可以检测一个线程是否拥有锁，直到我参加了一次电话面试。在java.lang.Thread中有一个方法叫holdsLock()，它返回true如果当且仅当当前线程拥有某个具体对象的锁。你可以查看这篇文章了解更多。

30) 你如何在Java中获取线程堆栈？

对于不同的操作系统，有多种方法来获得Java进程的线程堆栈。当你获取线程堆栈时，JVM会把所有线程的状态存到日志文件或者输出到控制台。在Windows你可以使用Ctrl + Break组合键来获取线程堆栈，Linux下用kill -3命令。你也可以用jstack这个工具来获取，它对线程id进行操作，你可以用jps这个工具找到id。

31) JVM中哪个参数是用来控制线程的栈堆栈小的

这个问题很简单， -Xss参数用来控制线程的堆栈大小。你可以查看JVM配置列表来了解这个参数的更多信息。

32） Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同？

Java在过去很长一段时间只能通过synchronized关键字来实现互斥，它有一些缺点。比如你不能扩展锁之外的方法或者块边界，尝试获取锁时不能中途取消等。Java 5 通过Lock接口提供了更复杂的控制来解决这些问题。 ReentrantLock 类实现了 Lock，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义且它还具有可扩展性。你可以查看这篇文章了解更多

ReentrantLock使用形式要比内置所复杂一些：必须在finally块中释放锁。如果没有使用finally来释放Lock，那么相当于启动了一个定时炸弹。当“炸弹爆炸”的时候，将很难追踪到最初发生错误的位置，因为没有记录应该释放锁的位置和时间。

Lock lock = new ReenTrantLock();
 
...
 
lock.lock();
 
try{
 
    //更新对象状态
 
    //捕获异常，并在必要时恢复不变性的条件
 
}finally{
 
    lock.unlock();
 
}

我觉得这篇博文区别总结挺详细：  synchronized和锁(ReentrantLock) 区别

33） 有三个线程T1，T2，T3，怎么确保它们按顺序执行？

在多线程中有多种方法让线程按特定顺序执行，你可以用线程类的join()方法在一个线程中启动另一个线程，另外一个线程完成该线程继续执行。为了确保三个线程的顺序你应该先启动最后一个(T3调用T2，T2调用T1)，这样T1就会先完成而T3最后完成。你可以查看这篇文章了解更多。

示例代码如下：

public class JoinTest {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        final Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
 
            @Override
 
            public void run() {
 
                System.out.println("t1");
 
            }
 
        });
 
        final Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
 
            @Override
 
            public void run() {
 
                try {
 
                    t1.join();
 
                } catch (InterruptedException e) {
 
                    e.printStackTrace();
 
                }
 
                System.out.println("t2");
 
            }
 
        });
 
        Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
 
            @Override
 
            public void run() {
 
                try {
 
                    //引用t2线程，等待t2线程执行完
 
                    t2.join();
 
                } catch (InterruptedException e) {
 
                    e.printStackTrace();
 
                }
 
                System.out.println("t3");
 
            }
 
        });
 
        t3.start();
 
        t2.start();
 
        t1.start();
 
    }
 
}

34) Thread类中的yield方法有什么作用？

Yield方法可以暂停当前正在执行的线程对象，让其它有相同优先级的线程执行。它是一个静态方法而且只保证当前线程放弃CPU占用而不能保证使其它线程一定能占用CPU，执行yield()的线程有可能在进入到暂停状态后马上又被执行。点击这里查看更多yield方法的相关内容。

线程让步：如果知道已经完成了在run()方法的循环的一次迭代过程中所需的工作，就可以给线程调度机制一个暗示：你的工作已经做得差不多了，可以让别的线程使用CPU了。这个暗示将通过调用yield()方法来做出（不过这只是一个暗示，没有任何机制保证它将会被采纳）。当调用yield()时，也是在建议具有相同优先级的其他线程可以运行。

yield()的作用是让步。它能让当前线程由“运行状态”进入到“就绪状态”，从而让其它具有相同优先级的等待线程获取执行权；但是，并不能保证在当前线程调用yield()之后，其它具有相同优先级的线程就一定能获得执行权；也有可能是当前线程又进入到“运行状态”继续运行！

35） Java中ConcurrentHashMap的并发度是什么？

ConcurrentHashMap把实际map划分成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类构造函数的一个可选参数，默认值为16，这样在多线程情况下就能避免争用。欲了解更多并发度和内部大小调整请阅读我的文章How ConcurrentHashMap works in Java。

并发度可以理解为程序运行时能够同时更新ConccurentHashMap且不产生锁竞争的最大线程数，实际上就是ConcurrentHashMap中的分段锁个数，即Segment[]的数组长度。ConcurrentHashMap默认的并发度为16，但用户也可以在构造函数中设置并发度。当用户设置并发度时，ConcurrentHashMap会使用大于等于该值的最小2幂指数作为实际并发度（假如用户设置并发度为17，实际并发度则为32）。运行时通过将key的高n位（n = 32 – segmentShift）和并发度减1（segmentMask）做位与运算定位到所在的Segment。segmentShift与segmentMask都是在构造过程中根据concurrency level被相应的计算出来。

如果并发度设置的过小，会带来严重的锁竞争问题；如果并发度设置的过大，原本位于同一个Segment内的访问会扩散到不同的Segment中，CPU cache命中率会下降，从而引起程序性能下降。（文档的说法是根据你并发的线程数量决定，太多会导性能降低）。更多参考ConcurrentHashMap总结。

36） Java中Semaphore是什么？

Java中的Semaphore是一种新的同步类，它是一个计数信号。从概念上讲，从概念上讲，信号量维护了一个许可集合，许可的初始数量可以通过构造函数来指定。如有必要，在许可可用前会阻塞每一个 acquire()，然后再获取该许可。每个 release()添加一个许可，从而可能释放一个正在阻塞的获取者。但是，不使用实际的许可对象，Semaphore只对可用许可的号码进行计数，并采取相应的行动。信号量常常用于多线程的代码中，比如数据库连接池。更多详细信息请点击这里。

37）如果你提交任务时，线程池队列已满。会时发会生什么？

这个问题问得很狡猾，许多程序员会认为该任务会阻塞直到线程池队列有空位。事实上如果一个任务不能被调度执行那么ThreadPoolExecutor’s submit()方法将会抛出一个RejectedExecutionException异常。

当有界队列被填满后，饱和策略开始发挥作用。ThreadPoolExecutor的饱和策略可以通过setRejectExecutionHandler来修改。（如果某个人物被提交到一个已经被关闭的Executor时，也会用到饱和策略。）JDK提供了几种不同的RejectExecutionHandler实现，每种实现都包含有不同的饱和策略：AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy。

“中止”策略是默认的饱和策略，该策略将抛出未检查的RejectedExecutionException。调用者可以捕获这个异常，然后根据需求编写自己的处理代码。当新任务的提交无法保存到队列中等待执行的时候，“抛弃（Discard）”策略会悄悄抛弃该任务。“抛弃最旧的”策略则会抛弃下一个将被执行的任务，然后尝试重新提交新的任务。“调用者运行”策略实现了一种调节机制，该策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量。

38) Java线程池中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()方法的返回类型是void，用于提交不需要返回值的任务，它定义在Executor接口中； 而submit()方法用于提交需要返回值的任务，该可以返回持有计算结果的Future对象，通过这个Future对象可以判断任务是否执行成功，并且可以通过Future的get()方法来获取返回值，它定义在ExecutorService接口中，它扩展了Executor接口，其它线程池类像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有这些方法。更多详细信息请点击这里。

    ExecutorService executorService =  Executors.newCachedThreadPool();
 
        executorService.execute(new Runnable() {
 
            @Override
 
            public void run() {
 
                // TODO Auto-generated method stub
 
            }
 
        });

ExecutorService executorService =  Executors.newCachedThreadPool();
 
        Callable<String> callable = new Callable<String>() {
 
            public String call() throws Exception {
 
                System.out.println("This is  ThreadPoolExetor#submit(Callable<T> task) method.");
 
                return "result";
 
            }
 
        };
 
        Future<?> future = executorService.submit(callable);
 
        try {
 
            Object s = future.get();
 
        } catch (InterruptedException e) {
 
            //处理中中断异常
 
        } catch (ExecutionException e) {
 
            //处理无法执行任务异常
 
        } finally {
 
            executorService.shutdown();
 
        }
 

39) 什么是阻塞式方法？

阻塞式方法是指程序会一直等待该方法完成期间不做其他事情，ServerSocket的accept()方法就是一直等待客户端连接。这里的阻塞是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起，直到得到结果之后才会返回。此外，还有异步和非阻塞式方法在任务完成前就返回。更多详细信息请点击这里。

40) Swing是线程安全的吗？ 为什么？

你可以很肯定的给出回答，Swing不是线程安全的，但是你应该解释这么回答的原因即便面试官没有问你为什么。当我们说swing不是线程安全的常常提到它的组件，这些组件不能在多线程中进行修改，所有对GUI组件的更新都要在AWT线程中完成，而Swing提供了同步和异步两种回调方法来进行更新。点击这里查看更多swing和线程安全的相关内容。

41） Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什么区别？

这两个方法是Swing API 提供给Java开发者用来从当前线程而不是事件派发线程更新GUI组件用的。InvokeAndWait()同步更新GUI组件，比如一个进度条，一旦进度更新了，进度条也要做出相应改变。如果进度被多个线程跟踪，那么就调用invokeAndWait()方法请求事件派发线程对组件进行相应更新。而invokeLater()方法是异步调用更新组件的。更多详细信息请点击这里。

42) Swing API中那些方法是线程安全的？

这个问题又提到了swing和线程安全，虽然组件不是线程安全的但是有一些方法是可以被多线程安全调用的，比如repaint(), revalidate()。 JTextComponent的setText()方法和JTextArea的insert() 和 append() 方法也是线程安全的。

43) 如何在Java中创建Immutable对象？

这个问题看起来和多线程没什么关系， 但不变性有助于简化已经很复杂的并发程序。Immutable对象可以在没有同步的情况下共享，降低了对该对象进行并发访问时的同步化开销。可是Java没有@Immutable这个注解符，要创建不可变类，要实现下面几个步骤：通过构造方法初始化所有成员、对变量不要提供setter方法、将所有的成员声明为私有的，这样就不允许直接访问这些成员、在getter方法中，不要直接返回对象本身，而是克隆对象，并返回对象的拷贝。我的文章how to make an object Immutable in Java有详细的教程，看完你可以充满自信。

44） Java中的ReadWriteLock是什么？

一般而言，读写锁是用来提升并发程序性能的锁分离技术的成果。Java中的ReadWriteLock是Java 5 中新增的一个接口，一个ReadWriteLock维护一对关联的锁，一个用于只读操作一个用于写。在没有写线程的情况下一个读锁可能会同时被多个读线程持有。写锁是独占的，你可以使用JDK中的ReentrantReadWriteLock来实现这个规则，它最多支持65535个写锁和65535个读锁。

public interface ReadWriteLock{
 
    Lock readLock();
 
    Lock writeLock();
 
}

在读写锁的加锁策略中，允许多个读操作同时进行，但每次只允许一个写操作。

读写锁是一种性能优化措施，在一些特定的情况下能实现更高的并发性。在实际情况中，对于在多处理器系统上被频繁读取的数据结构，读写锁能够提高性能。而在其他情况下，读写锁的性能比独占锁的性能要略差一些，这是因为它们的复杂性更高。

45) 多线程中的忙循环是什么?

忙循环就是程序员用循环让一个线程等待，不像传统方法wait(), sleep() 或 yield() 它们都放弃了CPU控制，而忙循环不会放弃CPU，它就是在运行一个空循环。这么做的目的是为了保留CPU缓存，在多核系统中，一个等待线程醒来的时候可能会在另一个内核运行，这样会重建缓存。为了避免重建缓存和减少等待重建的时间就可以使用它了。你可以查看这篇文章获得更多信息。

46）volatile 变量和 atomic 变量有什么不同？

这是个有趣的问题。首先，volatile 变量和 atomic 变量看起来很像，但功能却不一样。Volatile变量可以确保先行关系，即写操作会发生在后续的读操作之前, 但它并不能保证原子性。例如用volatile修饰count变量那么 count++ 操作就不是原子性的。而AtomicInteger类提供的atomic方法可以让这种操作具有原子性如getAndIncrement()方法会原子性的进行增量操作把当前值加一，其它数据类型和引用变量也可以进行相似操作。

47) 如果同步块内的线程抛出异常会发生什么？

这个问题坑了很多Java程序员，若你能想到锁是否释放这条线索来回答还有点希望答对。无论你的同步块是正常还是异常退出的，里面的线程都会释放锁，所以对比锁接口我更喜欢同步块，因为它不用我花费精力去释放锁，该功能可以在finally block里释放锁实现。

48） 单例模式的双检锁是什么？

这个问题在Java面试中经常被问到，但是面试官对回答此问题的满意度仅为50%。一半的人写不出双检锁还有一半的人说不出它的隐患和Java1.5是如何对它修正的。它其实是一个用来创建线程安全的单例的老方法，当单例实例第一次被创建时它试图用单个锁进行性能优化，但是由于太过于复杂在JDK1.4中它是失败的，我个人也不喜欢它。无论如何，即便你也不喜欢它但是还是要了解一下，因为它经常被问到。你可以查看how double checked locking on Singleton works这篇文章获得更多信息。

在早期的JVM中，同步（甚至是无竞争的同步）都存在着巨大的性能开销。因此，人们想出来了许多“聪明的”技巧来降低同步的影响，有些技巧很好，有些技巧是不好的，甚至是糟糕的，DCL就属于“糟糕”的一类。

public class DoubleCheckedLocking {
 
    private static Resource resource;
 
    public static Resource getInstance() {
 
        if (resource == null) {
 
            synchronized (DoubleCheckedLocking.class) {
 
                if (resource == null) {
 
                    resource = new Resource();
 
                }
 
            }
 
        }
 
        return resource;
 
    }
 
}

DCL的真正问题在于：当在没有同步的情况下读取一个共享对象时，可能发生的最糟糕的事情只是看到一个失效值（在这种情况下是一个空值），此时DCL方法将通过在持有锁的情况下再次尝试来避免这种风险。然而实际情况远比这种情况糟糕——线程可能看到引用的当前值，但对象的状态值却是失效的，这意味着线程可以看到对象处于无效或错误的状态。

在JVM的后续版本中（Java 5.0以及更高的版本）中，如果resource声明为volatile类型，那么就能启用DCL，并且这种凡是对性能的影响很小，因为volatile变量读取操作的性能通常只是略高于非volatile变量读取操作的性能。

public class Singleton {
 
    private volatile static Singleton uniqueInstance;
 
    private Singleton() {
 
    }
 
    public static Singleton getInstance() {
 
        //检查实例，如果不存在则进入同步代码块
 
        //注意：只有第一次，才彻底执行if中所有代码
 
        if (uniqueInstance == null) {
 
            synchronized (Singleton.class) {
 
                //进入区块后，再检查一次。如果仍然是null，才创建实例
 
                if (uniqueInstance == null) {
 
                    uniqueInstance = new Singleton();
 
                }
 
            }
 
        }
 
        return uniqueInstance;
 
    }
 
}
 

然而，DCL的这种使用方法已经被广泛地废弃了——促使该模式出现的动力（无竞争同步的执行速度很慢，以及JVM启动时很慢）已经不复存在了，因为它不是一种高效地优化措施。延迟初始化占位类模式能带来同样的优势，并且更容易理解。

“延迟初始化占位类模式”中使用了一个专门的类来初始化Resource。JVM将推迟ResourceHolder的初始化操作，直到开始使用这个类时才初始化，并且由于通过一个静态初始化来初始化Resource，因此不需要额外的同步。当任何一个线程第一次调用getResource时，都会使ResourceHolder被加载和被初始化，此时静态初始化器将执行Resource的初始化操作。

public class ResourceFactory {
 
    private static class ResourceHolder {
 
        public static Resource resource = new Resource();
 
    }
 
    public static Resource getResource() {
 
        return ResourceHolder.resource;
 
    }
 
}

49） 如何在Java中创建线程安全的Singleton？

这是上面那个问题的后续，如果你不喜欢双检锁而面试官问了创建Singleton类的替代方法，你可以利用JVM的类加载和静态变量初始化特征来创建Singleton实例，或者是利用枚举类型来创建Singleton，我很喜欢用这种方法。你可以查看如何优雅地手写单例模式获得更多信息。

50) 写出3条你遵循的多线程最佳实践

这种问题我最喜欢了，我相信你在写并发代码来提升性能的时候也会遵循某些最佳实践。以下三条最佳实践我觉得大多数Java程序员都应该遵循：

• 给你的线程起个有意义的名字。

  <p>这样可以方便找bug或追踪。OrderProcessor, QuoteProcessor or TradeProcessor 这种名字比 Thread-1. Thread-2 and Thread-3 好多了，给线程起一个和它要完成的任务相关的名字，所有的主要框架甚至JDK都遵循这个最佳实践。</p>
  </li>
  <li>
  <p>避免锁定和缩小同步的范围</p>
  
  <p>锁花费的代价高昂且上下文切换更耗费时间空间，试试最低限度的使用同步和锁，缩小临界区。因此相对于同步方法我更喜欢同步块，它给我拥有对锁的绝对控制权。</p>
  </li>
  <li>
  <p>多用同步类少用wait 和 notify</p>
  
  <p>首先，CountDownLatch, Semaphore, CyclicBarrier 和 Exchanger 这些同步类简化了编码操作，而用wait和notify很难实现对复杂控制流的控制。其次，这些类是由最好的企业编写和维护在后续的JDK中它们还会不断优化和完善，使用这些更高等级的同步工具你的程序可以不费吹灰之力获得优化。</p>
  </li>
  <li>
  <p>多用并发集合少用同步集合</p>
  
  <p>这是另外一个容易遵循且受益巨大的最佳实践，并发集合比同步集合的可扩展性更好，所以在并发编程时使用并发集合效果更好。如果下一次你需要用到map，你应该首先想到用ConcurrentHashMap。我的文章<a href="http://javarevisited.blogspot.com/2013/02/concurrent-collections-from-jdk-56-java-example-tutorial.html" rel="nofollow" target="_blank">Java并发集合</a>有更详细的说明。</p>
  </li>
  

51) 如何强制启动一个线程？

这个问题就像是如何强制进行Java垃圾回收，目前还没有觉得方法，虽然你可以使用System.gc()来进行垃圾回收，但是不保证能成功。在Java里面没有办法强制启动一个线程，它是被线程调度器控制着且Java没有公布相关的API。

52) Java中的fork join框架是什么？

fork join框架是JDK7中出现的一款高效的工具，Java开发人员可以通过它充分利用现代服务器上的多处理器。它是专门为了那些可以递归划分成许多子模块设计的，目的是将所有可用的处理能力用来提升程序的性能。fork join框架一个巨大的优势是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。你可以查看这篇文章获得更多信息。

53） Java多线程中调用wait() 和 sleep()方法有什么不同？

Java程序中wait 和 sleep都会造成某种形式的暂停，它们可以满足不同的需要。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时它会释放锁，而sleep()方法仅仅释放CPU资源或者让当前线程停止执行一段时间，但不会释放锁。你可以查看这篇文章获得更多信息。

以上就是50道热门Java多线程和并发面试题啦。这篇文章不仅可以用来准备面试，还能检查你对多线程、并发、设计模式和竞态条件、死锁和线程安全等线程问题的理解。这篇文章对初学者或者是经验丰富的Java开发人员都很有用，过两三年甚至五六年你再读它也会受益匪浅。它可以扩展初学者尤其有用因为这个可以扩展他们的知识面，我会不断更新这些题，大家可以在文章后面的评论中提问，分享和回答问题一起把这篇面试题完善。

原文链接： javarevisited 翻译： ImportNew.com - 李 广

译文链接： http://www.importnew.com/12773.html

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