1、說說進程,線程,協程之間的區別
簡而言之,進程是程序運行和資源分配的基本單位,一個程序至少有一個進程,一個進程至少有一個線程.進程在執行過程中擁有獨立的內存單元,而多個線程共享內存資源,減少切換次數,從而效率更高.線程是進程的一個實體,是cpu調度和分派的基本單位,是比程序更小的能獨立運行的基本單位.同一進程中的多個線程之間可以併發執行.
2、你瞭解守護線程嗎?它和非守護線程有什麼區別
程序運行完畢,jvm會等待非守護線程完成後關閉,但是jvm不會等待守護線程.守護線程最典型的例子就是GC線程
3、什麼是多線程上下文切換
多線程的上下文切換是指CPU控制權由一個已經正在運行的線程切換到另外一個就緒並等待獲取CPU執行權的線程的過程。
4、創建兩種線程的方式?他們有什麼區別?
通過實現java.lang.Runnable或者通過擴展java.lang.Thread類.相比擴展Thread,實現Runnable接口可能更優.原因有二:
-
Java不支持多繼承.因此擴展Thread類就代表這個子類不能擴展其他類.而實現Runnable接口的類還可能擴展另一個類.
- 類可能只要求可執行即可,因此繼承整個Thread類的開銷過大.
5、Thread類中的start()和run()方法有什麼區別?
start()方法被用來啓動新創建的線程，而且start()內部調用了run()方法，這和直接調用run()方法的效果不一樣。當你調用run()方法的時候，只會是在原來的線程中調用，沒有新的線程啓動，start()方法纔會啓動新線程。
6、怎麼檢測一個線程是否持有對象監視器
Thread類提供了一個holdsLock(Object obj)方法，當且僅當對象obj的監視器被某條線程持有的時候纔會返回true，注意這是一個static方法，這意味着”某條線程”指的是當前線程。
7、Runnable和Callable的區別
Runnable接口中的run()方法的返回值是void，它做的事情只是純粹地去執行run()方法中的代碼而已；Callable接口中的call()方法是有返回值的，是一個泛型，和Future、FutureTask配合可以用來獲取異步執行的結果。
這其實是很有用的一個特性，因爲多線程相比單線程更難、更復雜的一個重要原因就是因爲多線程充滿着未知性，某條線程是否執行了？某條線程執行了多久？某條線程執行的時候我們期望的數據是否已經賦值完畢？無法得知，我們能做的只是等待這條多線程的任務執行完畢而已。而Callable+Future/FutureTask卻可以方便獲取多線程運行的結果，可以在等待時間太長沒獲取到需要的數據的情況下取消該線程的任務
8、什麼導致線程阻塞
| 阻塞指的是暫停一個線程的執行以等待某個條件發生（如某資源就緒），學過操作系統的同學對它一定已經很熟悉了。Java 提供了大量方法來支持阻塞，下面讓我們逐一分析。 |
方法 | 說明 |
|---|---|---|
| sleep() | sleep() 允許 指定以毫秒爲單位的一段時間作爲參數，它使得線程在指定的時間內進入阻塞狀態，不能得到CPU 時間，指定的時間一過，線程重新進入可執行狀態。 典型地，sleep() 被用在等待某個資源就緒的情形：測試發現條件不滿足後，讓線程阻塞一段時間後重新測試，直到條件滿足爲止 | |
| suspend() 和 resume() | 兩個方法配套使用，suspend()使得線程進入阻塞狀態，並且不會自動恢復，必須其對應的resume() 被調用，才能使得線程重新進入可執行狀態。典型地，suspend() 和 resume() 被用在等待另一個線程產生的結果的情形：測試發現結果還沒有產生後，讓線程阻塞，另一個線程產生了結果後，調用 resume() 使其恢復。 | |
| yield() | yield() 使當前線程放棄當前已經分得的CPU 時間，但不使當前線程阻塞，即線程仍處於可執行狀態，隨時可能再次分得 CPU 時間。調用 yield() 的效果等價於調度程序認爲該線程已執行了足夠的時間從而轉到另一個線程 | |
| wait() 和 notify() | 兩個方法配套使用，wait() 使得線程進入阻塞狀態，它有兩種形式，一種允許 指定以毫秒爲單位的一段時間作爲參數，另一種沒有參數，前者當對應的 notify() 被調用或者超出指定時間時線程重新進入可執行狀態，後者則必須對應的 notify() 被調用. |
9、wait(),notify()和suspend(),resume()之間的區別
初看起來它們與 suspend() 和 resume() 方法對沒有什麼分別，但是事實上它們是截然不同的。區別的核心在於，前面敘述的所有方法，阻塞時都不會釋放佔用的鎖（如果佔用了的話），而這一對方法則相反。上述的核心區別導致了一系列的細節上的區別。
首先，前面敘述的所有方法都隸屬於 Thread 類，但是這一對卻直接隸屬於 Object 類，也就是說，所有對象都擁有這一對方法。初看起來這十分不可思議，但是實際上卻是很自然的，因爲這一對方法阻塞時要釋放佔用的鎖，而鎖是任何對象都具有的，調用任意對象的 wait() 方法導致線程阻塞，並且該對象上的鎖被釋放。而調用 任意對象的notify()方法則導致從調用該對象的 wait() 方法而阻塞的線程中隨機選擇的一個解除阻塞（但要等到獲得鎖後才真正可執行）。
其次，前面敘述的所有方法都可在任何位置調用，但是這一對方法卻必須在 synchronized 方法或塊中調用，理由也很簡單，只有在synchronized 方法或塊中當前線程才佔有鎖，纔有鎖可以釋放。同樣的道理，調用這一對方法的對象上的鎖必須爲當前線程所擁有，這樣纔有鎖可以釋放。因此，這一對方法調用必須放置在這樣的 synchronized 方法或塊中，該方法或塊的上鎖對象就是調用這一對方法的對象。若不滿足這一條件，則程序雖然仍能編譯，但在運行時會出現IllegalMonitorStateException 異常。
wait() 和 notify() 方法的上述特性決定了它們經常和synchronized關鍵字一起使用，將它們和操作系統進程間通信機制作一個比較就會發現它們的相似性：synchronized方法或塊提供了類似於操作系統原語的功能，它們的執行不會受到多線程機制的干擾，而這一對方法則相當於 block 和wakeup 原語（這一對方法均聲明爲 synchronized）。它們的結合使得我們可以實現操作系統上一系列精妙的進程間通信的算法（如信號量算法），並用於解決各種複雜的線程間通信問題。
關於 wait() 和 notify() 方法最後再說明兩點：
第一：調用 notify() 方法導致解除阻塞的線程是從因調用該對象的 wait() 方法而阻塞的線程中隨機選取的，我們無法預料哪一個線程將會被選擇，所以編程時要特別小心，避免因這種不確定性而產生問題。
第二：除了 notify()，還有一個方法 notifyAll() 也可起到類似作用，唯一的區別在於，調用 notifyAll() 方法將把因調用該對象的 wait() 方法而阻塞的所有線程一次性全部解除阻塞。當然，只有獲得鎖的那一個線程才能進入可執行狀態。
談到阻塞，就不能不談一談死鎖，略一分析就能發現，suspend() 方法和不指定超時期限的 wait() 方法的調用都可能產生死鎖。遺憾的是，Java 並不在語言級別上支持死鎖的避免，我們在編程中必須小心地避免死鎖。
以上我們對 Java 中實現線程阻塞的各種方法作了一番分析，我們重點分析了 wait() 和 notify() 方法，因爲它們的功能最強大，使用也最靈活，但是這也導致了它們的效率較低，較容易出錯。實際使用中我們應該靈活使用各種方法，以便更好地達到我們的目的。
11、產生死鎖的條件
1.互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。
2.請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。
3.不剝奪條件:進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。
4.循環等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關係。
12、爲什麼wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步塊中被調用
這是JDK強制的，wait()方法和notify()/notifyAll()方法在調用前都必須先獲得對象的鎖
wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放棄對象監視器時有什麼區別
wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放棄對象監視器的時候的區別在於：wait()方法立即釋放對象監視器，notify()/notifyAll()方法則會等待線程剩餘代碼執行完畢纔會放棄對象監視器。
13、wait()與sleep()的區別
關於這兩者已經在上面進行詳細的說明,這裏就做個概括好了:
-
sleep()來自Thread類，和wait()來自Object類.調用sleep()方法的過程中，線程不會釋放對象鎖。而 調用 wait 方法線程會釋放對象鎖
-
sleep()睡眠後不出讓系統資源，wait讓其他線程可以佔用CPU
- sleep(milliseconds)需要指定一個睡眠時間，時間一到會自動喚醒.而wait()需要配合notify()或者notifyAll()使用
14、爲什麼wait,nofity和nofityAll這些方法不放在Thread類當中
一個很明顯的原因是JAVA提供的鎖是對象級的而不是線程級的，每個對象都有鎖，通過線程獲得。如果線程需要等待某些鎖那麼調用對象中的wait()方法就有意義了。如果wait()方法定義在Thread類中，線程正在等待的是哪個鎖就不明顯了。簡單的說，由於wait，notify和notifyAll都是鎖級別的操作，所以把他們定義在Object類中因爲鎖屬於對象。
15、怎麼喚醒一個阻塞的線程
如果線程是因爲調用了wait()、sleep()或者join()方法而導致的阻塞，可以中斷線程，並且通過拋出InterruptedException來喚醒它；如果線程遇到了IO阻塞，無能爲力，因爲IO是操作系統實現的，Java代碼並沒有辦法直接接觸到操作系統。
16、什麼是多線程的上下文切換
多線程的上下文切換是指CPU控制權由一個已經正在運行的線程切換到另外一個就緒並等待獲取CPU執行權的線程的過程。
17、synchronized和ReentrantLock的區別
synchronized是和if、else、for、while一樣的關鍵字，ReentrantLock是類，這是二者的本質區別。既然ReentrantLock是類，那麼它就提供了比synchronized更多更靈活的特性，可以被繼承、可以有方法、可以有各種各樣的類變量，ReentrantLock比synchronized的擴展性體現在幾點上：
（1）ReentrantLock可以對獲取鎖的等待時間進行設置，這樣就避免了死鎖
（2）ReentrantLock可以獲取各種鎖的信息
（3）ReentrantLock可以靈活地實現多路通知
另外，二者的鎖機制其實也是不一樣的:ReentrantLock底層調用的是Unsafe的park方法加鎖，synchronized操作的應該是對象頭中mark word.
18、FutureTask是什麼
這個其實前面有提到過，FutureTask表示一個異步運算的任務。FutureTask裏面可以傳入一個Callable的具體實現類，可以對這個異步運算的任務的結果進行等待獲取、判斷是否已經完成、取消任務等操作。當然，由於FutureTask也是Runnable接口的實現類，所以FutureTask也可以放入線程池中。
19、一個線程如果出現了運行時異常怎麼辦?
如果這個異常沒有被捕獲的話，這個線程就停止執行了。另外重要的一點是：如果這個線程持有某個某個對象的監視器，那麼這個對象監視器會被立即釋放
20、Java當中有哪幾種鎖
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自旋鎖: 自旋鎖在JDK1.6之後就默認開啓了。基於之前的觀察，共享數據的鎖定狀態只會持續很短的時間，爲了這一小段時間而去掛起和恢復線程有點浪費，所以這裏就做了一個處理，讓後面請求鎖的那個線程在稍等一會，但是不放棄處理器的執行時間，看看持有鎖的線程能否快速釋放。爲了讓線程等待，所以需要讓線程執行一個忙循環也就是自旋操作。在jdk6之後，引入了自適應的自旋鎖，也就是等待的時間不再固定了，而是由上一次在同一個鎖上的自旋時間及鎖的擁有者狀態來決定
-
偏向鎖: 在JDK1.之後引入的一項鎖優化，目的是消除數據在無競爭情況下的同步原語。進一步提升程序的運行性能。 偏向鎖就是偏心的偏，意思是這個鎖會偏向第一個獲得他的線程，如果接下來的執行過程中，改鎖沒有被其他線程獲取，則持有偏向鎖的線程將永遠不需要再進行同步。偏向鎖可以提高帶有同步但無競爭的程序性能，也就是說他並不一定總是對程序運行有利，如果程序中大多數的鎖都是被多個不同的線程訪問，那偏向模式就是多餘的，在具體問題具體分析的前提下，可以考慮是否使用偏向鎖。
- 輕量級鎖: 爲了減少獲得鎖和釋放鎖所帶來的性能消耗，引入了“偏向鎖”和“輕量級鎖”，所以在Java SE1.6裏鎖一共有四種狀態，無鎖狀態，偏向鎖狀態，輕量級鎖狀態和重量級鎖狀態，它會隨着競爭情況逐漸升級。鎖可以升級但不能降級，意味着偏向鎖升級成輕量級鎖後不能降級成偏向鎖
21、如何在兩個線程間共享數據
通過在線程之間共享對象就可以了，然後通過wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll進行喚起和等待，比方說阻塞隊列BlockingQueue就是爲線程之間共享數據而設計的
22、如何正確的使用wait()?使用if還是while?
wait() 方法應該在循環調用，因爲當線程獲取到 CPU 開始執行的時候，其他條件可能還沒有滿足，所以在處理前，循環檢測條件是否滿足會更好。下面是一段標準的使用 wait 和 notify 方法的代碼：
synchronized (obj) {
while (condition does not hold)
obj.wait(); // (Releases lock, and reacquires on wakeup)
... // Perform action appropriate to condition
}23、什麼是線程局部變量ThreadLocal
線程局部變量是侷限於線程內部的變量，屬於線程自身所有，不在多個線程間共享。Java提供ThreadLocal類來支持線程局部變量，是一種實現線程安全的方式。但是在管理環境下（如 web 服務器）使用線程局部變量的時候要特別小心，在這種情況下，工作線程的生命週期比任何應用變量的生命週期都要長。任何線程局部變量一旦在工作完成後沒有釋放，Java 應用就存在內存泄露的風險。
24、ThreadLoal的作用是什麼?
簡單說ThreadLocal就是一種以空間換時間的做法在每個Thread裏面維護了一個ThreadLocal.ThreadLocalMap把數據進行隔離，數據不共享，自然就沒有線程安全方面的問題了.
25、生產者消費者模型的作用是什麼?
（1）通過平衡生產者的生產能力和消費者的消費能力來提升整個系統的運行效率，這是生產者消費者模型最重要的作用
（2）解耦，這是生產者消費者模型附帶的作用，解耦意味着生產者和消費者之間的聯繫少，聯繫越少越可以獨自發展而不需要收到相互的制約
26.寫一個生產者-消費者隊列
可以通過阻塞隊列實現,也可以通過wait-notify來實現.
使用阻塞隊列來實現
//消費者
public class Producer implements Runnable{
private final BlockingQueue<Integer> queue;
public Producer(BlockingQueue q){
this.queue=q;
}
@Override
public void run() {
try {
while (true){
Thread.sleep(1000);//模擬耗時
queue.put(produce());
}
}catch (InterruptedException e){
}
}
private int produce() {
int n=new Random().nextInt(10000);
System.out.println("Thread:" + Thread.currentThread().getId() + " produce:" + n);
return n;
}
}
//消費者
public class Consumer implements Runnable {
private final BlockingQueue<Integer> queue;
public Consumer(BlockingQueue q){
this.queue=q;
}
@Override
public void run() {
while (true){
try {
Thread.sleep(2000);//模擬耗時
consume(queue.take());
}catch (InterruptedException e){
}
}
}
private void consume(Integer n) {
System.out.println("Thread:" + Thread.currentThread().getId() + " consume:" + n);
}
}
//測試
public class Main {
public static void main(String[] args) {
BlockingQueue<Integer> queue=new ArrayBlockingQueue<Integer>(100);
Producer p=new Producer(queue);
Consumer c1=new Consumer(queue);
Consumer c2=new Consumer(queue);
new Thread(p).start();
new Thread(c1).start();
new Thread(c2).start();
}
}使用wait-notify來實現
該種方式應該最經典,這裏就不做說明了
27、如果你提交任務時，線程池隊列已滿，這時會發生什麼
如果你使用的LinkedBlockingQueue，也就是×××隊列的話，沒關係，繼續添加任務到阻塞隊列中等待執行，因爲LinkedBlockingQueue可以近乎認爲是一個無窮大的隊列，可以無限存放任務；如果你使用的是有界隊列比方說ArrayBlockingQueue的話，任務首先會被添加到ArrayBlockingQueue中，ArrayBlockingQueue滿了，則會使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿了的任務，默認是AbortPolicy。
28、爲什麼要使用線程池
避免頻繁地創建和銷燬線程，達到線程對象的重用。另外，使用線程池還可以根據項目靈活地控制併發的數目。
29、java中用到的線程調度算法是什麼
搶佔式。一個線程用完CPU之後，操作系統會根據線程優先級、線程飢餓情況等數據算出一個總的優先級並分配下一個時間片給某個線程執行。
30、Thread.sleep(0)的作用是什麼
由於Java採用搶佔式的線程調度算法，因此可能會出現某條線程常常獲取到CPU控制權的情況，爲了讓某些優先級比較低的線程也能獲取到CPU控制權，可以使用Thread.sleep(0)手動觸發一次操作系統分配時間片的操作，這也是平衡CPU控制權的一種操作。
31、什麼是CAS
CAS，全稱爲Compare and Swap，即比較-替換。假設有三個操作數：內存值V、舊的預期值A、要修改的值B，當且僅當預期值A和內存值V相同時，纔會將內存值修改爲B並返回true，否則什麼都不做並返回false。當然CAS一定要volatile變量配合，這樣才能保證每次拿到的變量是主內存中最新的那個值，否則舊的預期值A對某條線程來說，永遠是一個不會變的值A，只要某次CAS操作失敗，永遠都不可能成功
32、什麼是樂觀鎖和悲觀鎖
樂觀鎖：樂觀鎖認爲競爭不總是會發生，因此它不需要持有鎖，將比較-替換這兩個動作作爲一個原子操作嘗試去修改內存中的變量，如果失敗則表示發生衝突，那麼就應該有相應的重試邏輯。
悲觀鎖：悲觀鎖認爲競爭總是會發生，因此每次對某資源進行操作時，都會持有一個獨佔的鎖，就像synchronized，不管三七二十一，直接上了鎖就操作資源了。
33、ConcurrentHashMap的併發度是什麼?
ConcurrentHashMap的併發度就是segment的大小，默認爲16，這意味着最多同時可以有16條線程操作ConcurrentHashMap，這也是ConcurrentHashMap對Hashtable的最大優勢，任何情況下，Hashtable能同時有兩條線程獲取Hashtable中的數據嗎？
34、ConcurrentHashMap的工作原理
ConcurrentHashMap在jdk 1.6和jdk 1.8實現原理是不同的.
jdk 1.6:
ConcurrentHashMap是線程安全的，但是與Hashtablea相比，實現線程安全的方式不同。Hashtable是通過對hash表結構進行鎖定，是阻塞式的，當一個線程佔有這個鎖時，其他線程必須阻塞等待其釋放鎖。ConcurrentHashMap是採用分離鎖的方式，它並沒有對整個hash表進行鎖定，而是局部鎖定，也就是說當一個線程佔有這個局部鎖時，不影響其他線程對hash表其他地方的訪問。
具體實現:ConcurrentHashMap內部有一個Segment
jdk 1.8
在jdk 8中，ConcurrentHashMap不再使用Segment分離鎖，而是採用一種樂觀鎖CAS算法來實現同步問題，但其底層還是“數組+鏈表->紅黑樹”的實現。
37、CyclicBarrier和CountDownLatch區別
這兩個類非常類似，都在java.util.concurrent下，都可以用來表示代碼運行到某個點上，二者的區別在於：
-
CyclicBarrier的某個線程運行到某個點上之後，該線程即停止運行，直到所有的線程都到達了這個點，所有線程才重新運行；CountDownLatch則不是，某線程運行到某個點上之後，只是給某個數值-1而已，該線程繼續運行
-
CyclicBarrier只能喚起一個任務，CountDownLatch可以喚起多個任務
- CyclicBarrier可重用，CountDownLatch不可重用，計數值爲0該CountDownLatch就不可再用了
39、java中的++操作符線程安全麼?
不是線程安全的操作。它涉及到多個指令，如讀取變量值，增加，然後存儲回內存，這個過程可能會出現多個線程交差
40、你有哪些多線程開發良好的實踐?
-
給線程命名
-
最小化同步範圍
-
優先使用volatile
-
儘可能使用更高層次的併發工具而非wait和notify()來實現線程通信,如BlockingQueue,Semeaphore
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優先使用併發容器而非同步容器.
- 考慮使用線程池
關於volatile關鍵字
1、可以創建Volatile數組嗎?
Java 中可以創建 volatile類型數組，不過只是一個指向數組的引用，而不是整個數組。如果改變引用指向的數組，將會受到volatile 的保護，但是如果多個線程同時改變數組的元素，volatile標示符就不能起到之前的保護作用了
2、volatile能使得一個非原子操作變成原子操作嗎?
一個典型的例子是在類中有一個 long 類型的成員變量。如果你知道該成員變量會被多個線程訪問，如計數器、價格等，你最好是將其設置爲 volatile。爲什麼？因爲 Java 中讀取 long 類型變量不是原子的，需要分成兩步，如果一個線程正在修改該 long 變量的值，另一個線程可能只能看到該值的一半（前 32 位）。但是對一個 volatile 型的 long 或 double 變量的讀寫是原子。
一種實踐是用 volatile 修飾 long 和 double 變量，使其能按原子類型來讀寫。double 和 long 都是64位寬，因此對這兩種類型的讀是分爲兩部分的，第一次讀取第一個 32 位，然後再讀剩下的 32 位，這個過程不是原子的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 變量的讀寫是原子的。volatile 修復符的另一個作用是提供內存屏障（memory barrier），例如在分佈式框架中的應用。簡單的說，就是當你寫一個 volatile 變量之前，Java 內存模型會插入一個寫屏障（write barrier），讀一個 volatile 變量之前，會插入一個讀屏障（read barrier）。意思就是說，在你寫一個 volatile 域時，能保證任何線程都能看到你寫的值，同時，在寫之前，也能保證任何數值的更新對所有線程是可見的，因爲內存屏障會將其他所有寫的值更新到緩存。
3、volatile類型變量提供什麼保證?
volatile 主要有兩方面的作用:1.避免指令重排2.可見性保證.例如，JVM 或者 JIT爲了獲得更好的性能會對語句重排序，但是 volatile 類型變量即使在沒有同步塊的情況下賦值也不會與其他語句重排序。 volatile 提供 happens-before 的保證，確保一個線程的修改能對其他線程是可見的。某些情況下，volatile 還能提供原子性，如讀 64 位數據類型，像 long 和 double 都不是原子的(低32位和高32位)，但 volatile 類型的 double 和 long 就是原子的.
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