Java基础面试题：线程

1. 多线程和单线程的区别和联系

在单核 CPU 中，将 CPU 分为很小的时间片，在每一时刻只能有一个线程在执行，是一种微观上轮流占用 CPU 的机制。

多线程会存在线程上下文切换，会导致程序执行速度变慢，即采用一个拥有两个线程的进程执行所需要的时间比一个线程的进程执行两次所需要的时间要多一些。

结论：即采用多线程不会提高程序的执行速度，反而会降低速度，但是对于用户来说，可以减少用户的响应时间。

2. 如何指定多个线程的执行顺序

面试官会给你举个例子，如何让 10 个线程按照顺序打印 0123456789？

答：

设定一个 orderNum，每个线程执行结束之后，更新 orderNum，指明下一个要执行的线程。并且唤醒所有的等待线程。

在每一个线程的开始，要 while 判断 orderNum 是否等于自己的要求值！！不是，则 wait，是则执行本线程。

3. 线程和进程的区别

进程是一个"执行中的程序"，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；

线程是进程的一个实体，一个进程中拥有多个线程，线程之间共享地址空间和其它资源（所以通信和同步等操作线程比进程更加容易）；

线程上下文的切换比进程上下文切换要快很多。

1. 进程切换时，涉及到当前进程的 CPU 环境的保存和新被调度运行进程的 CPU 环境的设置。
2. 线程切换仅需要保存和设置少量的寄存器内容，不涉及存储管理方面的操作。

4. 多线程产生死锁的 4 个必要条件

• 互斥条件：一个资源每次只能被一个线程使用；
• 请求与保持条件：一个线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：进程已经获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺；
• 循环等待条件：若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

5. 如何避免死锁？

指定获取锁的顺序，举例如下：

比如某个线程只有获得 A 锁和 B 锁才能对某资源进行操作，在多线程条件下，如何避免死锁？

获得锁的顺序是一定的，比如规定，只有获得 A 锁的线程才有资格获取 B 锁，按顺序获取锁就可以避免死锁！！！

6. synchronized关键字

底层实现：

进入时，执行 monitorenter，将计数器 +1，释放锁 monitorexit 时，计数器-1；

当一个线程判断到计数器为 0 时，则当前锁空闲，可以占用；反之，当前线程进入等待状态。

含义：（monitor 机制）

Synchronized 是在加锁，加对象锁。对象锁是一种重量锁（monitor），synchronized 的锁机制会根据线程竞争情况在运行时会有偏向锁（单一线程）、轻量锁（多个线程访问 synchronized 区域）、对象锁（重量锁，多个线程存在竞争的情况）、自旋锁等。

该关键字是一个几种锁的封装。

7. volatile关键字

解析：关于指令重排序的问题，可以查阅 DCL 双检锁失效相关资料。

答：该关键字可以保证可见性不保证原子性。

功能：

• 主内存和工作内存，直接与主内存产生交互，进行读写操作，保证可见性；
• 禁止 JVM 进行的指令重排序。

8. ThreadLocal（线程局部变量）关键字

当使用 ThreadLocal 维护变量时，其为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立的改变自己的副本，而不会影响其他线程对应的副本。

ThreadLocal 内部实现机制：

每个线程内部都会维护一个类似 HashMap 的对象，称为 ThreadLocalMap，里边会包含若干了 Entry（K-V 键值对），相应的线程被称为这些 Entry 的属主线程；

Entry 的 Key 是一个 ThreadLocal 实例，Value 是一个线程特有对象。Entry 的作用即是：为其属主线程建立起一个 ThreadLocal 实例与一个线程特有对象之间的对应关系；

Entry 对 Key 的引用是弱引用；Entry 对 Value 的引用是强引用。

9. Atomic 关键字

可以使基本数据类型以原子的方式实现自增自减等操作。

10. 线程池有了解吗

java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 类就是一个线程池。客户端调用 ThreadPoolExecutor.submit(Runnable task) 提交任务，线程池内部维护的工作者线程的数量就是该线程池的线程池大小，有 3 种形态：

• 当前线程池大小 ：表示线程池中实际工作者线程的数量；
• 最大线程池大小 （maxinumPoolSize）：表示线程池中允许存在的工作者线程的数量上限；
• 核心线程大小 （corePoolSize ）：表示一个不大于最大线程池大小的工作者线程数量上限。

如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队；

如果运行的线程等于或者多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不是添加新线程；

如果无法将请求加入队列，即队列已经满了，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maxinumPoolSize， 在这种情况下，任务将被拒绝。

11. sleep()和wait()有什么区别

sleep 是线程类（Thread）的方法，导致此线程暂停执行指定时间，给执行机会给其他线程，但是监控状态依然保持，到时后会自动恢复。调用sleep 不会释放对象锁。

wait 是Object 类的方法，对此对象调用wait 方法导致本线程放弃对象锁，进入等待此对象的等待锁定池，只有针对此对象发出notify 方法（或notifyAll）后本线程才进入对象锁定池准备获得对象锁进入运行状态。

12. 请说出你所知道的线程同步的方法

• wait() : 使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock；

• sleep() : 使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException 异常；

• notify() : 唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM 确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级；

• notityAll() : 唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争。

13. 多线程和同步分别有几种实现方法

多线程有两种实现方法，分别是继承Thread 类与实现Runnable 接口。

同步的实现方面有两种，分别是synchronized,wait 与notify。

14. 同步和异步有何异同以及在何种情况下使用

如果数据将在线程间共享。例如正在写的数据以后可能被另一个线程读到，或者正在读的数据可能已经被另一个线程写过了，那么这些数据就是共享数据，必须进行同步存取。

当应用程序在对象上调用了一个需要花费很长时间来执行的方法，并且不希望让程序等待方法的返回时，就应该使用异步编程，在很多情况下采用异步途径往往更有效率。

15. 启动一个线程是用run()还是start()

启动一个线程是调用start()方法，使线程所代表的虚拟处理机处于可运行状态，这意味着它可以由JVM 调度并执行。这并不意味着线程就会立即运行。run()方法可以产生必须退出的标志来停止一个线程。

16. 线程的基本概念、线程的基本状态以及状态之间的关系

线程指在程序执行过程中，能够执行程序代码的一个执行单位，每个程序至少都有一个线程，也就是程序本身；Java 中的线程有四种状态分别是：运行、就绪、挂起、结束。

17. 简述synchronized和java.util.concurrent.locks.Lock的异同

主要相同点：Lock 能完成synchronized 所实现的所有功能；

主要不同点：Lock 有比synchronized 更精确的线程语义和更好的性能。synchronized 会自动释放锁，而Lock 一定要求程序员手工释放，并且必须在finally 从句中释放。

18. Java中有几种方法可以实现一个线程

有两种实现方法，分别是继承Thread 类与实现Runnable 接口。

19. stop()和suspend()方法为何不推荐使用

反对使用stop()，是因为它不安全。它会解除由线程获取的所有锁定，而且如果对象处于一种不连贯状态，那么其他线程能在那种状态下检查和修改它们。结果很难检查出真正的问题所在；

suspend()方法容易发生死锁。调用suspend()的时候，目标线程会停下来，但却仍然持有在这之前获得的锁定。此时，其他任何线程都不能访问锁定的资源，除非被“挂起”的线程恢复运行。对任何线程来说，如果它们想恢复目标线程，同时又试图使用任何一个锁定的资源，就会造成死锁。故不应该使用suspend()，而应在自己的Thread 类中置入一个标志，指出线程应该活动还是挂起。若标志指出线程应该挂起，便用wait()命其进入等待状态。若标志指出线程应当恢复，则用一个notify()重新启动线程。