多线程

1. 并行和并发有什么区别?

并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生;而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。

并行是在不同实体上的多个事件,并发是在同一实体上的多个事件

2. 线程和进程的区别?

线程是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,是比程序更小的能独立运行的基本单位。同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

在操作系统中能同时运行多个进程(程序);而在同一个进程(程序)中有多个线程同时执行.系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存空间;而对线程而言,除了CPU外,系统不会为线程分配内存(线程所使用的资源来自其所属进程的资源)

没有线程的进程可以看做是单线程的,如果一个进程内有多个线程,则执行过程不是一条线的,而是多条线(线程)共同完成的;线程是进程的一部分,所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。

3. 创建线程有哪几种方式?

①. 继承Thread类创建线程类

定义Thread类的子类,并重写该类的run方法,该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。

创建Thread子类的实例,即创建了线程对象。

调用线程对象的start()方法来启动该线程。

②. 通过Runnable接口创建线程类

定义runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

创建 Runnable实现类的实例,并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。

调用线程对象的start()方法来启动该线程。

③. 通过Callable和Future创建线程

创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,并且有返回值。

创建Callable实现类的实例,使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。

使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。

调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值。

4. 说一下 runnable 和 callable 有什么区别?

有点深的问题了,也看出一个Java程序员学习知识的广度。

Runnable接口中的run()方法的返回值是void,它做的事情只是纯粹地去执行run()方法中的代码而已;

Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一个泛型,和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果

5. 线程有哪些状态?

线程通常都有五种状态,创建、就绪、运行、阻塞和死亡

创建状态。在生成线程对象,并没有调用该对象的start方法,这是线程处于创建状态

就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后,该线程就进入了就绪状态,但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程,此时处于就绪状态。在线程运行之后,从等待或者睡眠中回来之后,也会处于就绪状态。

运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程,此时线程就进入了运行状态,开始运行run函数当中的代码。

阻塞状态。线程正在运行的时候,被暂停,通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend,wait等方法都可以导致线程阻塞

死亡状态。如果一个线程的run方法执行结束或者调用stop方法后,该线程就会死亡。对于已经死亡的线程,无法再使用start方法令其进入就绪

6. sleep() 和 wait() 有什么区别?

sleep():方法是线程类(Thread)的静态方法,让调用线程进入睡眠状态,让出执行机会给其他线程,等到休眠时间结束后,线程进入就绪状态和其他线程一起竞争cpu的执行时间。因为sleep() 是static静态的方法,他不能改变对象的机锁,当一个synchronized块中调用了sleep() 方法,线程虽然进入休眠,但是对象的机锁没有被释放,其他线程依然无法访问这个对象

wait():wait()是Object类的方法,当一个线程执行到wait方法时,它就进入到一个和该对象相关的等待池,同时释放对象的机锁,使得其他线程能够访问,可以通过notify,notifyAll方法来唤醒等待的线程

7. 线程的 run()和 start()有什么区别?

方法run()称为线程体。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。

start()方法来启动一个线程,真正实现了多线程运行。这时无需等待run方法体代码执行完毕,可以直接继续执行下面的代码; 这时此线程是处于就绪状态, 并没有运行。 然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行状态, 这里方法run()称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容, Run方法运行结束, 此线程终止。然后CPU再调度其它线程。

run()方法是在本线程里的,只是线程里的一个函数,而不是多线程的。 如果直接调用run(),其实就相当于是调用了一个普通函数而已,直接待用run()方法必须等待run()方法执行完毕才能执行下面的代码,所以执行路径还是只有一条,根本就没有线程的特征,所以在多线程执行时要使用start()方法而不是run()方法。

精要:start()方法让线程就绪 然后run()方法执行里面的代码  start()方法来启动一个线程,真正实现了多线程运行。 run()方法是在本线程里的,只是线程里的一个函数,而不是多线程的

8. 创建线程池有哪几种方式?

①. newFixedThreadPool(int nThreads)

创建一个固定长度的线程池,每当提交一个任务就创建一个线程,直到达到线程池的最大数量,这时线程规模将不再变化,当线程发生未预期的错误而结束时,线程池会补充一个新的线程。

②. newCachedThreadPool()

创建一个可缓存的线程池,如果线程池的规模超过了处理需求,将自动回收空闲线程,而当需求增加时,则可以自动添加新线程,线程池的规模不存在任何限制。

③. newSingleThreadExecutor()

这是一个单线程的Executor,它创建单个工作线程来执行任务,如果这个线程异常结束,会创建一个新的来替代它;它的特点是能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行。

④. newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

创建了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,类似于Timer。

9. 线程池都有哪些状态?

线程池有5种状态:Running、ShutDown、Stop、Tidying、Terminated。

线程池各个状态切换框架图

10. 线程池中 submit()和 execute()方法有什么区别?

接收的参数不一样

submit有返回值,而execute没有

submit方便Exception处理

11. 在 java 程序中怎么保证多线程的运行安全?

线程的安全性问题体现在:

原子性:一个或者多个操作在 CPU 执行的过程中不被中断的特性

可见性:一个线程对共享变量的修改,另外一个线程能够立刻看到

有序性:程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行

解决办法:

JDK Atomic开头的原子类、synchronized、LOCK,可以解决原子性问题

synchronized、volatile、LOCK,可以解决可见性问题

Happens-Before 规则可以解决有序性问题

12. 什么是死锁?

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者进程在运行过程中,请求和释放资源的顺序不当而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程

13. 怎么防止死锁?

加锁顺序(线程按照一定的顺序加锁)

加锁时限(线程尝试获取锁的时候加上一定的时限,超过时限则放弃对该锁的请求,并释放自己占有的锁)

死锁检测

14.说一下 synchronized 底层实现原理?

synchronized可以保证方法或者代码块在运行时,同一时刻只有一个方法可以进入到临界区,同时它还可以保证共享变量的内存可见性

Java中每一个对象都可以作为锁,这是synchronized实现同步的基础:

普通同步方法,锁是当前实例对象

静态同步方法,锁是当前类的class对象

同步方法块,锁是括号里面的对象

15. synchronized 和 volatile 的区别是什么?

volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器(工作内存)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,其他线程被阻塞住。

volatile仅能使用在变量级别;synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。

volatile仅能实现变量的修改可见性,不能保证原子性;而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性

volatile不会造成线程的阻塞;synchronized可能会造成线程的阻塞

volatile标记的变量不会被编译器优化;synchronized标记的变量可以被编译器优化

16. synchronized 和 Lock 有什么区别?

首先synchronized是java内置关键字,在jvm层面,Lock是个java类

synchronized无法判断是否获取锁的状态,Lock可以判断是否获取到锁;

synchronized会自动释放锁,Lock需在finally中手动释放锁unlock()方法释放锁),否则容易造成线程死锁;

用synchronized,如果当前线程1获得锁,线程2线程等待。如果线程1阻塞,线程2则会一直等待下去,而Lock锁就不一定会等待下去,如果尝试获取不到锁,线程可以不用一直等待就结束

Lock锁适合大量同步的代码的同步问题,synchronized锁适合代码少量的同步问题。

17. synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么?

synchronized是和if、else、for、while一样的关键字ReentrantLock是类,这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类,那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性,可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量,ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上:

ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置,这样就避免了死锁

ReentrantLock可以获取各种锁的信息

ReentrantLock可以灵活地实现多路通知 

另外,二者的锁机制其实也是不一样的:ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁,synchronized操作的应该是对象头中mark word。

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