面试题:多线程 背1

（转载整理自并发编程网，略有修改整理，多涉猎多分享，共同学习，愿大家都成为Offer收割机！）

多线程和并发问题是Java技术面试中面试官比较喜欢问的问题之一。在这里，从面试的角度列出了大部分重要的问题，但是你仍然应该牢固的掌握Java多线程基础知识来对应日后碰到的问题！

Java多线程面试问题

1. 进程和线程之间有什么不同？

进程是一个程序,是系统分配和调度的基本单位.  进程就相当于一个软件.

线程是程序执行的一个任务.  是cpu分配和调度的基本单位.   线程相当于软件打开的一个功能.

 

系统要做一件事，运行一个任务，这个任务就是一个程序，每个运行中的程序就是一个进程；当一个程序运行时，内部会包含多个顺序执行流，每个顺序执行流就是一个线程。而Java运行环境是一个包含了不同的类和程序的单一进程。线程可以被称为轻量级进程。线程需要较少的资源来创建和驻留在进程中，并且可以共享进程中的资源。

 

2. 多线程编程的好处是什么？

线程不会因为等待某个资源而进入等待状态. 而且也提高了多核cpu的利用率. 

在多线程程序中，多个线程被并发的执行以提高程序的效率，CPU不会因为某个线程需要等待资源而进入空闲状态。多个线程共享堆内存，因此创建多个线程去执行一些任务会比创建多个进程更好。举个例子，Servlet比CGI效率更高，是因为Servlet支持多线程而CGI不支持。

3. 用户线程和守护线程有什么区别？

java程序中创建一个线程, 就称为用户线程.  守护线程是为用户线程提供服务的线程, 最典型的守护线程是垃圾回收器

 

当我们在Java程序中创建一个线程，它就被称为用户线程，当有用户线程在运行时，JVM不能关闭。守护线程是在后台执行并且不会阻止JVM终止的线程。当没有用户线程在运行的时候，有没有用户线程都没有关系，JVM关闭程序并且退出。一个守护线程创建的子线程依然是守护线程。

4. 我们如何创建一个线程？

继承Tread类重写run()  实现runnable接口 并将它传入Thread类的构造函数中.

有两种创建线程的方法：一是实现Runnable接口，然后将它传递给Thread的构造函数，创建一个Thread对象；二是直接继承Thread类。

5. 有哪些不同的线程生命周期？

新建状态:创建一个线程的空对象 并在栈中开辟一块空间. 

就绪状态:当调用start()后线程变为就绪状态.  系统为其分配资源. 

运行状态:获得cpu时间 执行run()

阻塞状态: 调用sleep 线程将休眠指定时间, 并不释放对象锁.  wait()让线程等待,  只有调用notify或者notifyall的时候线程才会由阻塞进入就绪状态

sleep 一般用于 这个线程执行太快了 让他慢一点

wait/notify一般用于线程间的通讯.   一般用于生产者和消费者的情况.  生产者生产足够 调用wait(), 另一边消费者调用notifyall()进行消费.  一般执行方法需要synchronized

 

当我们在Java程序中新建一个线程时，它的状态是New（新建）。当我们调用线程的start()方法时，状态被改变为Runnable（就绪）。线程调度器会为Runnable线程池中的线程分配CPU时间并且讲它们的状态改变为Running（运行）。其他的线程状态还有Waiting（等待），Blocked（阻塞） 和Dead（死亡）。

6. 可以直接调用Thread类的run()方法么？

可以,相当于调用普通的方法,  一般问start和run 哪个是开启线程的方法,   start() 开启线程,  run()是在开启的线程中执行线程所需要完成的任务

当然可以，但是如果我们调用了Thread的run()方法，它的行为就会和普通的方法一样，为了在新的线程中执行我们的代码，必须使用Thread.start()方法。

7. 如何让正在运行的线程暂停一段时间？

我们可以使用Thread类的Sleep()方法让线程暂停一段时间。需要注意的是，这并不会让线程终止，一旦从休眠中唤醒线程，线程的状态将会被改变为Runnable，并且根据线程调度，它将得到执行。

8. 你对线程优先级的理解是什么？

优先级 一般用于线程的调度.  分为分时调度,和抢占式调度.  分时调度是为每个线程分配相同的cpu执行时间.  抢占式调度是让线程优先级高的先执行, 分为1-10个等级.  10位最高级

每一个线程都是有优先级的，一般来说，高优先级的线程在运行时会具有优先权，但这依赖于线程调度的实现，这个实现是和操作系统相关的。我们可以定义线程的优先级，但是这并不能保证高优先级的线程会在低优先级的线程前执行。线程优先级是一个int变量(从1-10)，1代表最低优先级，10代表最高优先级。

9. 什么是线程调度器(Thread Scheduler)和时间分片(Time Slicing)？

线程调度器是一个操作系统服务，它负责为Runnable（就绪）状态的线程分配CPU时间。一旦我们创建一个线程并启动它，它的执行便依赖于线程调度器的实现。时间分片是指将可用的CPU时间分配给可用的Runnable线程的过程。分配CPU时间可以基于线程优先级或者线程等待的时间。线程调度并不受到Java虚拟机控制，所以由应用程序来控制它是更好的选择（也就是说不要让你的程序依赖于线程的优先级）。

10. 在多线程中，什么是上下文切换(context-switching)？

上下文切换是保存和恢复CPU状态的过程，它使得线程执行能够从中断点恢复执行。上下文切换是多任务操作系统和多线程环境的基本特征。

11. 你如何确保main()方法所在的线程是Java程序最后结束的线程？

我们可以使用Thread类的join()方法来确保所有程序创建的线程在main()方法退出前结束。

12.线程之间是如何通信的？

当线程间是可以共享资源时，线程间通信是协调它们的重要的手段。Object类中wait()、notify()、notifyAll()方法可以用于线程间通信关于资源的锁的状态。

 

14. 为什么wait()、 notify()和notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用？

当一个线程需要调用对象的wait()方法的时候，这个线程必须拥有该对象的锁，接着它就会释放这个对象锁并进入等待状态直到其他线程调用这个对象上的notify()方法。同样的，当一个线程需要调用对象的notify()方法时，它会释放这个对象的锁，以便其他在等待的线程就可以得到这个对象锁。由于所有的这些方法都需要线程持有对象的锁，这样就只能通过同步来实现，所以他们只能在同步方法或者同步块中被调用。

 

16.如何确保线程安全？

在Java中可以有很多方法来保证线程安全——同步，lock，使用volatile关键字，使用线程安全类currentHashmap。

17. volatile关键字在Java中有什么作用？

volatile一般都是说 确保线程的可见性,  实际就是保证了线程不会被缓存 直接去读取变量.  时刻保证变量值是最新的  一般用于修饰变量

 

当我们使用volatile关键字去修饰变量的时候，所以线程都会直接读取该变量并且不缓存它。这就确保了线程读取到的变量是同内存中是一致的。

18. 同步方法和同步块，哪个是更好的选择？

 

同步块是更好的选择，因为它不会锁住整个对象（当然你也可以让它锁住整个对象）。同步方法会锁住整个对象，哪怕这个类中有多个不相关联的同步块，这通常会导致他们停止执行并需要等待获得这个对象上的锁。

19.如何创建守护线程？

Thread.setDeaMon(true) 需要在start方法前调用

使用Thread类的setDaemon(true)方法可以将线程设置为守护线程，需要注意的是，需要在调用start()方法前调用这个方法，否则会抛出IllegalThreadStateException异常。

20. 什么是ThreadLocal?

为每个线程创建一个变量副本. 因为线程不安全都是由全局变量导致的, 变量副本之间相互不共享数据. 所以线程安全. 

ThreadLocal是map类型,  key存的是当前线程, value存的是变量副本. 

Threadlocal 在项目中用于 确保service和dao 在一次事务中用到的是同一个session.

 保存connection链接.  确保各层用到的是一个链接.

ThreadLocal用于创建线程的本地变量，我们知道一个对象的所有线程会共享它的全局变量，所以这些变量不是线程安全的，我们可以使用同步技术。但是当我们不想使用同步的时候，我们可以选择ThreadLocal变量。

每个线程都会拥有他们自己的Thread变量，它们可以使用get()\set()方法去获取他们的默认值或者在线程内部改变他们的值。ThreadLocal实例通常是希望它们同线程状态关联起来是private static属性。

 

23. 什么是死锁(Deadlock)？如何分析和避免死锁？

两个线程之间互相等待对方资源而进入无限等待状态.是死锁. 

避免锁嵌套, 在需要的地方使用锁. 

 

 

死锁是指两个以上的线程永远阻塞的情况，这种情况产生至少需要两个以上的线程和两个以上的资源。

分析死锁，我们需要查看Java应用程序的线程转储。我们需要找出那些状态为BLOCKED的线程和他们等待的资源。每个资源都有一个唯一的id，用这个id我们可以找出哪些线程已经拥有了它的对象锁。

避免嵌套锁，只在需要的地方使用锁和避免无限期等待是避免死锁的通常办法。

java.util.Timer是一个工具类，可以用于安排一个线程在未来的某个特定时间执行。Timer类可以用安排一次性任务或者周期任务。

java.util.TimerTask是一个实现了Runnable接口的抽象类，我们需要去继承这个类来创建我们自己的定时任务并使用Timer去安排它的执行。

25. 什么是线程池？如何创建一个Java线程池？

 线程池管理了一组工作线程, 同事还包括一个用于放置等待执行的任务队列. 

cacheThreadPool 缓存线程池.

ScaduleThreadPool  可周期执行的线程池

SingleThreadExcutor 单线程线程池. 

fiexedThreadpool 定长线程池.

一个线程池管理了一组工作线程，同时它还包括了一个用于放置等待执行的任务的队列。

java.util.concurrent.Executors提供了一个 java.util.concurrent.Executor接口的实现用于创建线程池。

Java并发面试问题

1. 什么是原子操作？在Java C.oncurrency API中有哪些原子类(atomic classes)？

原子操作是指一个不受其他操作影响的操作任务单元。原子操作是在多线程环境下避免数据不一致必须的手段。

int++并不是一个原子操作，所以当一个线程读取它的值并加1时，另外一个线程有可能会读到之前的值，这就会引发错误。

为了解决这个问题，必须保证增加操作是原子的，在JDK1.5之前我们可以使用同步技术来做到这一点。到JDK1.5，java.util.concurrent.atomic包提供了int和long类型的装类，它们可以自动的保证对于他们的操作是原子的并且不需要使用同步。

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4. 什么是阻塞队列？如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型？

阻塞队列, 当队列满的时候,  往里面添加元素会被阻塞  队列空的时候 获取元素和删除元素会阻塞. 

阻塞队列不允许 向里面加入null值.  

 

java.util.concurrent.BlockingQueue的特性是：当队列是空的时，从队列中获取或删除元素的操作将会被阻塞，或者当队列是满时，往队列里添加元素的操作会被阻塞。

阻塞队列不接受空值，当你尝试向队列中添加空值的时候，它会抛出NullPointerException。

阻塞队列的实现都是线程安全的，所有的查询方法都是原子的并且使用了内部锁或者其他形式的并发控制。

BlockingQueue 接口是java collections框架的一部分，它主要用于实现生产者-消费者问题。