基础

并行跟并发有什么区别？

• 并行就是同一时刻，两个线程都在执行。这就要求有两个CPU去分别执行两个线程
• 并发就是同一时刻，只有一个执行，但是一个时间段内，两个线程都执行了
  • 并发的实现依赖于CPU切换线程，因为切换的时间特别短，所以基本对于用户是无感知的

说说什么是进程和线程？

• 进程
  • 进程是代码在数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位
  • 一个进程中有多个线程，多个线程共用进程的堆和方法区资源
• 线程
  • 线程是进程的一个执行路径，一个进程中至少有一个线程，进程中的多个线程共享进程的资源
  • 每个线程有自己的程序计数器和栈

说说线程有几种创建方式？

• 继承Thread类
  • 继承Thread类，重写run()方法，调用start()方法启动线程
• 实现Runnable接口
  • 实现 Runnable 接口，重写run()方法
• 实现Callable接口
  • 实现Callable接口，重写call()方法，这种方式可以通过FutureTask获取任务执行的返回值

为什么调用start()方法时会执行run()方法，那怎么不直接调用run()方法？

• JVM执行start方法，会先创建一条线程，由创建出来的新线程去执行thread的run方法，这才起到多线程的效果
• 为什么我们不能直接调用run()方法？
  • 如果直接调用Thread的run()方法，那么run方法还是运行在主线程中，相当于顺序执行，就起不到多线程的效果

Thread和Runnable有什么区别？

特点	Thread	Runnable
继承关 系	是一个类	是一个接口
代码复 用	不方便，每个线程需要创建新实 例	方便，多个线程可以共享同一实 例
灵活性	相对较低，只能继承Thread类	相对较高，可以与其他接口组合
可控性	相对较低，需要手动管理线程	相对较高，可以通过线程池管理

• Thread类适合直接创建新线程
• 而Runnable接口适合定义线程要执行的任务，并可以与其他接口组合使用

线程有哪些常用的调度方法？

• 线程等待与通知
  • Object类方法
    • wait()
      • 当一个线程A调用一个共享变量的 wait()方法时， 线程A会被阻塞挂起，发生下面几种情况才会返回
      • 其他线程调用了线程A共享对象 notify()或者 notifyAll()方法
      • 其他线程调用了线程A的 interrupt() 方法，线程A抛出InterruptedException异常返回
    • wait(long timeout)
      • 这个方法相比 wait() 方法多了一个超时参数
      • 在等待时间内没有其他线程调用相同对象的 notify() 或 notifyAll() 方法唤醒它，或者等待时间到期，线程会被自动唤醒，并且重新尝试获取对象的锁
      • 如果等待时间到期而线程没有获取到锁，则线程会被唤醒，但是它不会重新尝试获取锁。相反，它会在等待队列中等待，直到其他线程通过 notify() 或 notifyAll() 方法唤醒它，并且在获取锁之前，线程是不会继续执行的
    • wait(long timeout, int nanos)
    • 其内部调用的是 wait(long timout）函数
    • notify()
      • 一个线程A调用共享对象的 notify() 方法后，会唤醒一个在这个共享变量上调用 wait 系列方法后被挂起的线程。 一个共享变量上可能会有多个线程在等待，具体唤醒哪个等待的线程是随机的
    • notifyAll()
      • 不同于在共享变量上调用 notify() 函数会唤醒被阻塞到该共享变量上的一个线程，notifyAll()方法则会唤醒所有在该共享变量上由于调用 wait 系列方法而被挂起的线程
  • Thread类的方法
    • join()
      • 如果一个线程A执行了thread.join()语句，其含义是：当前线程A等待thread线程终止之后从thread.join()返回
• 线程休眠
  • sleep(long millis)
    • Thread类中的静态方法
    • 当一个执行中的线程A调用了Thread的sleep方法后，线程A会暂时让出指定时间的执行权
    • 但是线程A所拥有的监视器资源，比如锁还是持有不让出的
    • 指定的睡眠时间到了后该函数会正常返回，接着参与 CPU 的调度，获取到 CPU 资源后就可以继续运行
• 让出优先权
  • yield()
    • Thread类中的静态方法
    • 当一个线程调用 yield 方法时，实际就是在暗示线程调度器当前线程请求让出自己的CPU ，但是线程调度器可以无条件忽略这个暗示
• 线程中断
  • 定义
    • Java 中的线程中断是一种线程间的协作模式
    • 通过设置线程的中断标志并不能直接终止该线程的执行，而是被中断的线程根据中断状态自行处理
  • 方法
    • void interrupt()
      • 中断线程
      • 例如，当线程A运行时，线程B可以调用线程interrupt() 方法来设置线程的中断标志为true 并立即返回
      • 线程A实际并没有被中断， 会继续往下执行
    • boolean isInterrupted()
      • 检测当前线程是否被中断
    • boolean interrupted()
      • 检测当前线程是否被中断，与 isInterrupted 不同的是，该方法如果发现当前线程被中断，则会清除中断标志

线程有几种状态？

• 线程共有六种状态

  状态	说明
  NEW	初始状态：线程被创建，但还没有调用start()方法
  RUNNABLE	运行状态：Java线程将操作系统中的就绪和运行两种状态笼 统的称作“运行”
  BLOCKED	阻塞状态：表示线程阻塞于锁
  WAITING	等待状态：表示线程进入等待状态，进入该状态表示当前线 程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）
  TIME_WAITING	超时等待状态：该状态不同于 WAITIND，它是可以在指定 的时间自行返回的
  TERMINATED	终止状态：表示当前线程已经执行完毕

  

BLOCKED和WAITING有什么区别？

• BLOCKED状态表示线程被阻塞，无法继续执行，通常是因为等待获取锁
• WAITING状态表示线程正在等待其他线程的通知，通常是因为调用了wait()方法、join()方法或LockSupport.park()方法
• 这两种状态的区别在于阻塞状态是等待获取锁，而等待状态是等待其他线程的通知或中断

WAITING和TERMINATED有什么区别？

• WAITING状态表示线程在等待其他线程的通知或中断
• 而TERMINATED状态表示线程已经执行完毕，不再执行任何代码
• WAITING状态是暂时的，可以再次进入RUNNABLE状态，而TERMINATED状态是永久的，线程不会再进入任何状态

什么是线程上下文切换？

• 线程上下文切换是指在多线程环境下，CPU 从一个线程转而执行另一个线程的过程。
• 在这个过程中，操作系统会保存当前线程的上下文（包括寄存器状态、程序计数器、堆栈指针等信息），然后恢复下一个线程的上下文，以便该线程可以继续执行。
• 线程上下文切换是一种非常耗时的操作，因为操作系统需要保存和恢复线程的上下文信息。因此，在编写多线程应用程序时，应尽量减少线程上下文切换的次数，以提高系统的性能和效率

线程上下文切换通常发生在以下几种情况下

• 当一个线程的时间片用完时，操作系统会强制进行线程上下文切换，将 CPU 时间片分配给另一个处于就绪状态的线程。
• 当一个线程因为等待某些事件（如I/O操作、锁的释放等）而被阻塞时，操作系统会将 CPU 时间片分配给另一个处于就绪状态的线程
• 当一个线程调用了 yield() 方法主动放弃 CPU 时间片时，操作系统会将 CPU 时间片分配给另一个处于就绪状态的线程

守护线程了解吗？

• Java中的线程分为两类，分别为 daemon 线程（守护线程）和 user 线程（用户线程）
• 在JVM 启动时会调用 main 函数，main函数所在的钱程就是一个用户线程
• 其实在JVM 内部同时还启动了很多守护线程， 比如垃圾回收线程
• 那么守护线程和用户线程有什么区别呢 ？
  • 是当最后一个非守护线程束时，JVM会正常退出，而不管当前是否存在守护线程，也就是说守护线程是否结束并不影响 JVM退出

线程间有哪些通信方式？

• volatile和synchronized关键字
  • 关键字volatile可以用来修饰字段（成员变量），就是告知程序任何对该变量的访问均需要从共享内存中获取，而对它的改变必须同步刷新回共享内存，它能保证所有线程对变量访问的可见性
  • 关键字synchronized可以修饰方法或者以同步块的形式来进行使用，它主要确保多个线程在同一个时刻，只能有一个线程处于方法或者同步块中，它保证了线程对变量访问的可见性和排他性
• 等待/通知机制
  • 可以通过Java内置的等待/通知机制（wait()/notify()）实现一个线程修改一个对象的值，而另一个线程感知到了变化，然后进行相应的操作
• 管道输入/输出流
  • 管道输入/输出流和普通的文件输入/输出流或者网络输入/输出流不同之处在于，它主要用于线程之间的数据传输，而传输的媒介为内存
  • 管道输入/输出流主要包括了如下4种具体实现
    • PipedOutputStream、PipedInputStream、 PipedReader和PipedWriter，前两种面向字节，而后两种面向字
      符
• 使用Thread.join()
  • 如果一个线程A执行了thread.join()语句，其含义是：当前线程A等待thread线程终止之后才从thread.join()返回
  • 线程Thread除了提供join()方法之外，还提供了join(long millis)和join(long millis,int nanos)两个具备超时特性的方法
• 使用ThreadLocal（线程内 ）
  • ThreadLocal，即线程变量，是一个以ThreadLocal对象为键、任意对象为值的存储结构
  • 这个结构被附带在线程上，也就是说一个线程可以根据一个ThreadLocal对象查询到绑定在这个线程上的一个值