并发编程篇

并发编程篇

线程基础

线程和进程的区别？

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进程和线程的区别？
1、进程是正在运行程序的实例，进程中包含了线程，每个线程执行不同的任务
2、不同的进程使用不同的内存空间，在当前进程下的所有线程可以共享内存空间
3、线程更轻量，线程上下文切换成本一般要比进程上下文切换低（上下文切换指的是从一个线程切换到另一个线程）

并行和并发的区别

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并行和并发的区别？
在多核CPU下：
	并发是同一时间应对多件事情的能力，多个线程轮流使用一个或多个CPU
	并行是同一时间动手做多件事情的能力，4核CPU同时执行4个线程

创建线程的方式有哪些

继承Thread类

实现runnable接口

实现Callable接口

线程池创建线程

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Q1：创建线程的方式有哪些？
1、继承Thread类
	编写一个类继承Thread，main函数里面新建一个Thread对象t1，然后t1.start()启动线程。

2、实现Runnable接口
	编写一个类实现Runnable，改写run方法，在主函数中，创建一个类实例，再创建一个线程，并将刚才的类实例交给线程，启动线程。

3、实现Callable接口
	编写一个类实现Callable接口，改写call方法，在主函数中，new 一个MyCallable 和 FutureTask，在新建一个线程管理FutureTask，启动线程。调用FutureTask的get方法可以获取执行结果。

4、线程池创建线程
	创建线程池对象，并调用其submit方法将新建的类实例放进去。最后关闭线程池。
	
	
Q2：Runnable 和 Callable有什么区别？
1、Runnable接口run方法没有返回值
2、Callable接口call方法有返回值，是个泛型，和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果
3、Callable接口call方法允许抛出异常；而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部消化，不能继续上抛


Q3：线程的run()和start()有什么区别？
start()：用来启动线程，通过该线程调用run方法，执行run方法中所定义的逻辑代码。start方法只能被调用一次。
run()：封装了要被线程执行的代码，可以被多次调用

线程包括哪些状态，状态之间如何变化？

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Q1：线程包括哪些状态？
新建New、可运行Runnable(包括就绪和运行两种状态)、阻塞Blocked、等待Waiting、时间等待Timed_Waiting、终止Terminated


Q2：线程状态之间如何变化？
1、创建线程对象是新建状态
2、调用了start()方法转变为可执行状态
3、线程获取到CPU的执行权，执行结束是终止状态
4、可执行状态过程中，如果没有获取到CPU执行权，会切换到其他状态
	4.1、如果没有获取锁，进入阻塞状态，获得锁就切换到可执行状态
	4.2、如果线程调用了wait()方法进入等待状态，其他线程调用notify()唤醒后可切换为可执行状态
	4.3、如果线程调用了sleep(50)方法，进入计时等待状态，到时间后可切换为可执行状态
	
	
	
创建线程(新建) -> 调用start方法(可执行) -> 执行完成(终止)
				此状态包含下面两种情况：
				获取到CPU(运行)
				未获取到CPU(就绪)
				
就绪态 			(拿到CPU执行权)--->  			运行态
				<----(其他线程抢走CPU)
				
就绪态    	   获得锁<--阻塞态<--无法获得锁			运行态
			notify()<--等待  <--wait()
			 到时间了<--计时等待<--sleep(50)

新建T1、T2、T3三个线程，如何保证它们按顺序执行？

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新建T1、T2、T3三个线程，如何保证它们按顺序执行？
	可以使用线程中的join()方法解决：
	join()：等待线程运行结束

在线程2 t2中调用线程1 t1.join()，它会阻塞调用此方法的线程进入timed_waiting，直到线程t1执行完成后，此线程t2再继续执行。

notify()和notifyAll()有什么区别？

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notifyAll：唤醒所有wait的线程
notify：只随机唤醒一个wait的线程

java中wait和sleep方法不同？

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共同点：
	wait()、wait(long)和sleep(long)的效果都是让当前线程暂时放弃 CPU 的使用权，进入阻塞状态。
	
不同点：
1、方法归属不同
	sleep(long)是Thread的静态方法
	wait()、wait(long)都是Object的成员方法，每个对象都有。
2、醒来时机不同
	执行sleep(long)和wait(long)的线程都会在等待相应毫秒后醒来
	wait(long)和wait()还可以被notify唤醒，wait()如果不唤醒，就一直等下去
	它们都可以被打断唤醒
3、锁特性不同(重点)
	wait方法的调用必须先获取wait对象的锁，sleep则无此限制(当线程 A 调用wait方法后，它会释放持有的对象锁（obj的锁），允许其他线程获取该锁并执行相应的操作。)
	wait方法执行后会释放对象锁，允许其他线程获得该对象锁(我放弃CPU，但你们还可以用)
	而sleep如果在synchronized代码块中执行，并不会释放对象锁(我放弃CPU，你们也用不了)

如何停止一个正在运行的线程？

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有三种方式可以停止线程：
1、使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止。
2、使用stop方法强行终止（不推荐，方法已作废）
3、使用interrupt方法中断线程
	3.1、打断阻塞的线程（sleep、wait、join）的线程，线程会抛出InterruptedException异常。
	3.2、打断正常的线程，可以根据打断状态来标记是否退出线程。

线程安全

synchronized关键字底层原理

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synchronized关键字的底层原理？
1、Synchronized【对象锁】采用互斥的方式让同一时刻至多只有一个线程能持有【对象锁】
2、它的底层由monitor实现的，monitor是JVM级别的对象(C++)，线程获得锁需要使用对象(锁)关联monitor
3、在monitor内部有三个属性，分别是owner、entrylist、waitset
4、其中owner是关联的获得锁的线程，并且只能关联一个线程；entrylist关联的是处于阻塞状态的线程；waitset关联的是处于Waiting状态的线程。

synchronized关键字底层原理-进阶

谈谈JMM(Java内存模型)

对CAS 的理解

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CAS你知道吗？
	CAS：它体现的是一种乐观锁的思想，在无锁状态下保证线程操作数据的原子性
	CAS使用的地方很多：AQS框架、AtomicXXX类
	在操作共享变量时使用自旋锁，效率上更高一些
	CAS底层是调用Unsafe类中的方法，都是操作系统提供的，其他语言实现
	
乐观锁和悲观锁的区别？
	CAS是基于乐观锁思想：最乐观的估计，不怕别的线程来修改共享变量，就算改了也没关系，我吃亏点再重试呗
	synchronized 是基于悲观锁的思想：最悲观的估计，得防着其他线程来修改共享变量，我上了锁你们都别想改，我改完解开锁，你们才有机会。

谈谈对volatile的理解

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谈谈对volatile的理解？
1、保证线程间的可见性
	用volatile 修饰共享变量，能够防止编译器等优化发生，让一个线程对共享变量的修改对另一个线程可见。
2、禁止进行指令重排序
	指令重排：用volatile 修饰共享变量会在读、写共享变量时加入不同的屏障，阻止其他读写操作越过屏障，从而达到阻止重排序的效果。

什么是AQS？

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什么是AQS？
	是多线程中的队列同步器。是一种锁机制，它是做为一个基础框架使用的，像ReentrantLock、Semaphore都是基于AQS实现的
	AQS内部维护了一个先进先出的双向队列，对列中存储的排队的线程
	在AQS内部还有一个属性state，这个state就相当于是一个资源，默认是0（无锁状态），如果队列中有一个线程修改成功了state为1，则当前线程就相当于获取了资源。
	在对state修改的时候使用的cas操作，保证多个线程修改情况下的原子性。

ReentrantLock的实现原理

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ReentrantLock的实现原理？
	ReentrantLock 表示支持重新进入的锁，调用Lock 方法获取了锁之后，再次调用Lock，是不会再阻塞
	ReentrantLock 主要利用 CAS+AQS 队列来实现
	支持公平锁和非公平锁，在提供的构造器中无参默认是非公平锁，也可以传参设置为公平锁。

synchronized和Lock有什么区别？

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synchronized 和 Lock 有什么区别？
1、语法层面
	synchronized 是关键字，源码在JVM中，用C++ 语言实现
	Lock 是接口，源码由jdk提供，用java语言实现
	使用synchronized时，退出同步代码块，锁会自动释放，而使用Lock时，需要手动调用unlock 方法释放锁
2、功能层面
	二者均属于悲观锁、都具备基本的互斥、同步、锁重入功能
	Lock 提供了许多 synchronized 不具备的功能，例如公平锁、可打断、可超时、多条件变量
	Lock 有适合不同场景的实现，如ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock（读写锁）
3、性能层面
	在没有竞争时，synchronized 做了很多优化，如偏向锁、轻量级锁，性能不赖
	在竞争激烈时，Lock的实现通常会提供更好的性能。

死锁产生的条件是什么？

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死锁产生的条件是什么？
	一个线程需要同时获取多把锁，这时就容易发生死锁
	
如何诊断死锁？
	当程序出现了死锁现象，我们可以使用jdk自带的工具：jps 和 jstack
		jps：输出JVM中运行的进程状态信息
		jstack：查看java进程内线程的堆栈信息，查看日志，检查是否有死锁
				如果有死锁现象，需要查看具体代码分析后，可修复
	可视化工具jconsole、VisualVM 也可以检查死锁问题

ConcurrentHashMap 说一下

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聊一下ConcurrentHashMap?
1、底层数据结构：
	JDK1.7底层采用分段的数组+链表实现
	JDK1.8采用的数据结构跟HashMap1.8的结构一样，数组+链表/红黑二叉树
2、加锁的方式：
	JDK1.7采用Segment分段锁，底层采用的是ReentrantLock
	JDK1.8采用CAS添加新节点，采用synchronized锁定链表或红黑二叉树的首节点，相对Segment分段锁粒度更细，性能更好

导致并发程序出现问题的根本原因是什么？

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导致并发程序出现问题的根本原因是什么？
	1、原子性		synchronized、Lock
	2、内存可见性	   volatile、synchronized、Lock
	3、有序性		volatile

线程池

说一下线程池的核心参数(线程池的执行原理)

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线程池的核心参数？
1、corePoolSize：核心线程数目
2、maximumPoolSize：最大线程数目
3、KeepAliveTime：救急线程的生存时间
4、unit：救急线程的生存时间单位
5、workQueue：当没有空闲核心线程时，新来任务会加入到此队列排队，队列满时会创建救急线程执				行任务
6、threadFactory：可以定制线程对象的创建，例如名字
7、handler拒绝策略：当所有线程都在忙，workQueue也放满时，会触发拒绝策略


拒绝策略？
1、AbortPolicy：直接抛出异常，默认策略
2、CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务
3、DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中最旧的任务，将新任务添加到任务队列
4、DiscardPolicy：直接丢弃任务

线程池中有哪些常见的阻塞队列

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线程池中有哪些阻塞队列？
	1、ArrayBlockingQueue：基于数组，FIFO
	2、LinkedBlockingQueue：基于链表，FIFO

如何确定核心线程数

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线程池的种类有哪些

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线程池的种类有哪些？
	1、newFixedThreadPool：创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待
	2、newSingleThreadExecutor：创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务
	3、newCacheThreadPool：创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程
	4、newScheduleThreadPool：可以执行延迟任务的线程池，支持定时及周期性任务执行

为什么不建议用Executors创建线程池

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使用场景

线程池使用场景(项目中哪里用到线程池)

面试总结

如何控制某个方法允许并发访问线程的数量

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谈谈对ThreadLocal的理解

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谈谈对ThreadLocal 的理解？
1、ThreadLocal 可以实现【资源对象】的线程隔离，让每个线程各用各的【资源对象】，避免争用引发线程安全问题。
2、ThreadLocal 同时实现了线程内的资源共享
3、每个线程内有一个ThreadLocalMap 类型的成员变量，用来存储资源对象
	a)调用set方法，就是以ThreadLocal自己作为key，资源对象作为value，放入当前线程的ThreadLocalMap集合中
	b)调用get方法，就是以ThreadLocal自己作为key，到当前线程中查找关联的资源值
	c)调用remove方法，就是以ThreadLocal自己作为key，移除当前线程关联的资源值
4、ThreadLocal内存泄漏问题
	ThreadLocalMap 中的key是弱引用，值是强引用；key会被GC释放内存，关联value的内存并不会释放。建议主动remove释放key,value