Java线程

发布时间：2020-12-15 08:23:31 所属栏目：Java 来源：网络整理

导读：并行和并发的区别? 并行：多个处理器同时处理多个任务并发：一个处理器处理多个任务，按照细分时间交替执行，在逻辑上是同时执行的线程同步和线程通信的理解？线程同步：指的是当一段代码，正在被一个线程执行时，不能存在其他线程也在执行。Java给我们提

并行和并发的区别?
- 并行：多个处理器同时处理多个任务
- 并发：一个处理器处理多个任务，按照细分时间交替执行，在逻辑上是同时执行的
线程同步和线程通信的理解？

线程同步：指的是当一段代码，正在被一个线程执行时，不能存在其他线程也在执行。Java给我们提供了两种方式：
- synchronize(同步监视器)：
  - 特点：不能修饰构造器与成员变量，能修饰类、方法和代码块；自动锁
  - 以下情况会导致synchronize释放锁：
    - 当代码块或方法执行完毕时
    - 线程在代码块或方法中遇到return、break时
    - 线程在代码块或方法中遇到未处理的异常时
    - 线程在代码块或方法中遇到锁对象使用wait()方法时
- 同步锁(Lock)：通过显示定义同步锁对象实现同步
  - 特点：只能修饰代码块；需要自己手动的加锁和释放锁
  - ReentrantLock是Lock的实现类，具有可重入性。可重入性指的是，线程可以在被加锁的ReentrantLock的锁上再次加锁
  - ReentrantLock对象维持一个计数器追踪lock()方法的嵌套调用，所以一个被锁保护的代码可以调用另一个被锁保护的代码
线程通信：线程之间的协调执行
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线程和进程的区别？

在一个程序中，至少拥有一个进程，一个进程至少拥有一个线程

Java中的竞态条件是什么？如何解决？

在一个程序中，多个线程访问同一资源，如果对资源访问顺序敏感（如：加减乘除），就称存在竞态条件
竞态条件一般发生在代码的临界区，如：
当两个线程同时执行add方法，分别是add(2)和add(3)，正常情况得出的结果应该是5，但是如果两个线程在获取count的值时count都为0的话，结果也就不会是5
解决方式：使用synchronize或者Lock显示锁

线程运行时发生异常会怎么样？

如果异常已经被捕获并且抛出，那么线程会继续执行
如果异常没有被捕获那么线程会停止执行，并抛出Tread.UncaughExceptionHandler异常，此接口是处理导致线程停止执行的未捕获异常的内嵌接口

说说synchronize的锁升级原理？

在锁对象中设置thread Id值，在第一次使用时thread Id为空，JVM让其持有偏向锁，并且将thread Id设置为此线程的Id，当下一次进行访问时，会判断thread Id和此线程Id是否相同，相同则直接使用此对象；不同，则JVM就会将锁升级为轻量级锁，通过自旋循环一定次数获得锁，如果循环了一定次数没有获得锁，那么就会将锁升级为重量级锁来获得锁。此过程就是锁的升级
锁的升级目的是为了降低所带来的性能消耗

在Java程序中怎么保证多线程的运行安全？

使用java.util.concurrent中的类
使用自动锁synchronize
使用手动锁Lock

Java中堆和栈有什么不同？

栈：是与线程密切相关的内存区域。每个线程都拥有自己的栈内存，用于存储本地变量、方法参数以及栈调用等。每个线程在栈内存中存储的信息对于其他线程都是不可见的
堆：是所有线程的共享内存区域。每个对象都是在堆内存中创建的，为了提高效率线程都会从堆中放一个缓存到栈中

线程池是什么？为什么使用它？

线程池的四大基本组成部分：
- 线程池管理器（ThreadPool）：主要负责创建线程池、销毁线程池以及创建新任务
- 工作线程池（PoolWorker）：线程池的线程，没有执行任务时处于等待状态，能够循环执行任务
- 任务接口（Task）：任务必须实现的接口，目的是使工作线程调度任务的执行，它主要是任务的入口、任务结束后的收尾操作以及获得任务的执行状态等
- 任务队列（TaskQueue）：存放未处理的任务队列，提供一个缓冲机制
在线程需要被多次使用时，反复的创建和销毁线程，对于资源消耗是很大的，而线程池能够减少线程的创建和销毁，让线程能够多次被使用，我们也可以根据需要来控制创建线程的数量，这样我们就能减少内存的使用以及资源消耗

什么是死锁？

当A线程拥有独占锁a，尝试获取独占锁b时，同时B线程拥有独占锁b，尝试获取独占锁a时，此时就发生了锁的竞争，AB两个线程都拥有彼此需要的锁，这就是死锁

如何避免死锁？

尽量使用java.util.concurrent中的类代替自己手写锁
尽量使用tryLock(long timeOut，TimeUnit unit)方法，设置超时时间，超时即可退出
降低锁的粒度，避免多个功能使用同一个锁
减少同步代码块的使用

Java中死锁和活锁的区别？

说说线程同步的方法？

线程的基本概念、线程的基本状态以及转态之间的关系？

创建线程有哪几种方法？

继承Thread类，执行run()方法
实现Runnable接口
实现Callable接口

Java中Runnable和Callable有什么不同？

Runnable：run()方法无返回值
Callable：call()方法有返回值

sheep()和wait()有什么区别？

sheep()：来自Tread类，不会释放锁，消耗完指定时间会自动恢复
wait()：来自Object类，会释放锁，需要使用notify/notifyAll进行唤醒，将等待池中的线程移到锁池中，然后进行锁的竞争

Java中的volatile变量是什么？

volatile修饰的变量不会执行加锁操作，所以不会导致线程的阻塞，volatile是比synchronize更轻量级的同步机制
特点：
- volatile能够保证线程修改的可见性【即：当一个线程对共享内存中的变量进行修改时，其他线程能够立即获得修改之后的值】，volatile能够将新值立即同步到主内存中，每次使用时也会立即在主内存中刷新
- 提供了禁止指令重排序的优化，线程在使用volatile修饰的变量时，JVM会先执行一个操作，这个操作就是内存屏障【即：先于指令的操作必须先执行，后于指令的操作必须后执行】
- 没有被volatile修饰的变量，线程在使用时会先将内存中的变量存入CPU缓存中；volatile修饰的变量，JVM保证每次读写都在内存中执行
缺点：
- volatile不能保证原子性
  例：volatile int i=0； a++；?
  ? 　? ? 对于变量a而言具有修改可见性，但a++操作就不符合原子性的操作，所以存在线程安全问题

synchronize和volatile的区别？

volatile是变量的修饰符，synchronize是修饰类、方法和代码块的
volatile只能保证修改的可见性，不能保证原子性，synchronize既能保证修改的可见性，又能保证原子性
volatile不会造成线程阻塞，synchronize可能会造成线程阻塞
volatile修饰的变量不会被编译器优化，synchronize标记的会被编译器优化
使用锁的机制不一样
- synchronize：使用悲观锁的机制，即独占锁机制，认为其他线程都会对资源进行修改，所以每次只允许一个线程进行读写。在CPU转换线程阻塞时会导致上下文的切换，当有很多线程竞争锁时，CPU频繁的上下文切换会导致效率很低
- Lock：使用乐观锁的机制，认为其他线程都不会对资源进行修改，如果产生冲突，则会进行重试直到成功

Java中synchronize和ReentrantLock的区别？

ReentrantLock使用比较灵活，但是需要手动释放锁
ReentrantLock必须手动加锁和释放锁，synchronize不需要手动加锁和释放锁
ReentrantLock只适用于代码块，synchronize可用于类、方法、代码块中

synchronize和Lock的区别？

synchronize是自动锁，Lock需要自己手动加锁和释放锁
synchronize使用比较简单，当发生异常时会自动释放锁，不会产生死锁，Lock使用不当，没有使用unLock()释放锁，则会产生死锁
Lock只能给代码块加锁，synchronize能给类、方法、代码块加锁
Lock可以知道是否获取了对象锁，而synchronize无法判断是否得到对象锁

start()和run()方法的区别有哪些？

start()用于启动线程，run()执行线程运行时的代码，start()只能运行一次，run()能够被多次调用

为什么wait、notify和notifyAll这些方法不在Thread类中？

因为wait、notify和notifyAll都是锁级别的操作，所以这些方法都在Object类中，锁属于对象

notify和notifyAll的区别？

notify：将一个线程唤醒，当没有指定则随机唤醒一个线程，由JVM进行控制
notifyAll：将所有线程唤醒
等待线程由等待池移到锁池中，之后通过锁的竞争来获取锁，获得就继续执行，没有获得则在锁定池中等待进行下一次锁的竞争，如此反复

为什么wait、notify和notifyAll方法要在同步块中调用？

因为防止wait和notifyAll/notify产生竞态条件
- 假设我们有这样一个场景，消费者线程需要生产者线程写入一次数据，生产者线程需要消费者线程读取一次数据。在不使用同步机制时，当生产者线程wait执行的同时消费者线程notify也执行，消费者线程notify在等待池中未找到生产者线程，那么此时的生产者线程wait会一直处于阻塞状态

ThreadLocal是什么？有哪些使用场景？

ThreadLocal为所有线程提供线程副本，每个线程都能够独立的修改自己的线程副本，并且不会影响其他线程的副本
使用场景：
数据库的连接

session的管理

为什么stop()和suspend()都不推荐使用？

线程池中submit()和execute()方法有什么区别？

execute()：只能执行Runnable类型的任务
submit()：Runnable类型和Callable类型的任务都能执行

atomic的原理是什么？

atomic主要是利用CAS(Compare And Swap)、volatile和native来保证原子操作，从而避免synchronize的高开销，执行效率大大提升

（编辑：李大同）

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