Java面试官都爱问的多线程和并发面试题汇总，多刷一题，多份安心！

Java多线程面试问题

1、进程和线程之间有什么不一样？

一个进程是一个独立(self contained)的运行环境，它能够被看做一个程序或者一个应用。而线程是在进程中执行的一个任务。Java运行环境是一个包含了不一样的类和程序的单一进程。线程能够被称为轻量级进程。线程须要较少的资源来建立和驻留在进程中，而且能够共享进程中的资源。

2、多线程编程的好处是什么？

在多线程程序中，多个线程被并发的执行以提升程序的效率，CPU不会由于某个线程须要等待资源而进入空闲状态。多个线程共享堆内存(heap memory)，所以建立多个线程去执行一些任务会比建立多个进程更好。举个例子，Servlets比CGI更好，是由于Servlets支持多线程而CGI不支持。

3、用户线程和守护线程有什么区别？

当咱们在Java程序中建立一个线程，它就被称为用户线程。一个守护线程是在后台执行而且不会阻止JVM终止的线程。当没有用户线程在运行的时候，JVM关闭程序而且退出。一个守护线程建立的子线程依然是守护线程。

4、咱们如何建立一个线程？

有两种建立线程的方法：一是实现Runnable接口，而后将它传递给Thread的构造函数，建立一个Thread对象；二是直接继承Thread类。

5、有哪些不一样的线程生命周期？

当咱们在Java程序中新建一个线程时，它的状态是New。当咱们调用线程的start()方法时，状态被改变为Runnable。线程调度器会为Runnable线程池中的线程分配CPU时间而且讲它们的状态改变为Running。其余的线程状态还有Waiting，Blocked 和Dead。

6、能够直接调用Thread类的run()方法么？

固然能够，可是若是咱们调用了Thread的run()方法，它的行为就会和普通的方法同样，为了在新的线程中执行咱们的代码，必须使用Thread.start()方法。

7、如何让正在运行的线程暂停一段时间？

咱们可使用Thread类的Sleep()方法让线程暂停一段时间。须要注意的是，这并不会让线程终止，一旦从休眠中唤醒线程，线程的状态将会被改变为Runnable，而且根据线程调度，它将获得执行。

8、你对线程优先级的理解是什么？

每个线程都是有优先级的，通常来讲，高优先级的线程在运行时会具备优先权，但这依赖于线程调度的实现，这个实现是和操做系统相关的(OS dependent)。咱们能够定义线程的优先级，可是这并不能保证高优先级的线程会在低优先级的线程前执行。线程优先级是一个int变量(从1-10)，1表明最低优先级，10表明最高优先级。

9、什么是线程调度器(Thread Scheduler)和时间分片(Time Slicing)？

线程调度器是一个操做系统服务，它负责为Runnable状态的线程分配CPU时间。一旦咱们建立一个线程并启动它，它的执行便依赖于线程调度器的实现。时间分片是指将可用的CPU时间分配给可用的Runnable线程的过程。分配CPU时间能够基于线程优先级或者线程等待的时间。线程调度并不受到Java虚拟机控制，因此由应用程序来控制它是更好的选择（也就是说不要让你的程序依赖于线程的优先级）。

10、在多线程中，什么是上下文切换(context-switching)？

上下文切换是存储和恢复CPU状态的过程，它使得线程执行可以从中断点恢复执行。上下文切换是多任务操做系统和多线程环境的基本特征。

11、你如何确保main()方法所在的线程是Java程序最后结束的线程？

咱们可使用Thread类的joint()方法来确保全部程序建立的线程在main()方法退出前结束。

12、线程之间是如何通讯的？

当线程间是能够共享资源时，线程间通讯是协调它们的重要的手段。Object类中wait()\notify()\notifyAll()方法能够用于线程间通讯关于资源的锁的状态。点击这里有更多关于线程wait, notify和notifyAll.

13、为何线程通讯的方法wait(), notify()和notifyAll()被定义在Object类里？

Java的每一个对象中都有一个锁(monitor，也能够成为监视器) 而且wait()，notify()等方法用于等待对象的锁或者通知其余线程对象的监视器可用。在Java的线程中并无可供任何对象使用的锁和同步器。这就是为何这些方法是Object类的一部分，这样Java的每个类都有用于线程间通讯的基本方法

14、为何wait(), notify()和notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用？

当一个线程须要调用对象的wait()方法的时候，这个线程必须拥有该对象的锁，接着它就会释放这个对象锁并进入等待状态直到其余线程调用这个对象上的notify()方法。一样的，当一个线程须要调用对象的notify()方法时，它会释放这个对象的锁，以便其余在等待的线程就能够获得这个对象锁。因为全部的这些方法都须要线程持有对象的锁，这样就只能经过同步来实现，因此他们只能在同步方法或者同步块中被调用。

15、为何Thread类的sleep()和yield()方法是静态的？

Thread类的sleep()和yield()方法将在当前正在执行的线程上运行。因此在其余处于等待状态的线程上调用这些方法是没有意义的。这就是为何这些方法是静态的。它们能够在当前正在执行的线程中工做，并避免程序员错误的认为能够在其余非运行线程调用这些方法。

16、如何确保线程安全？

在Java中能够有不少方法来保证线程安全——同步，使用原子类(atomic concurrent classes)，实现并发锁，使用volatile关键字，使用不变类和线程安全类。

17、volatile关键字在Java中有什么做用？

当咱们使用volatile关键字去修饰变量的时候，因此线程都会直接读取该变量而且不缓存它。这就确保了线程读取到的变量是同内存中是一致的。

18、同步方法和同步块，哪一个是更好的选择？

同步块是更好的选择，由于它不会锁住整个对象（固然你也可让它锁住整个对象）。同步方法会锁住整个对象，哪怕这个类中有多个不相关联的同步块，这一般会致使他们中止执行并须要等待得到这个对象上的锁。

19、如何建立守护线程？

使用Thread类的setDaemon(true)方法能够将线程设置为守护线程，须要注意的是，须要在调用start()方法前调用这个方法，不然会抛出IllegalThreadStateException异常。

20、什么是ThreadLocal?

ThreadLocal用于建立线程的本地变量，咱们知道一个对象的全部线程会共享它的全局变量，因此这些变量不是线程安全的，咱们可使用同步技术。可是当咱们不想使用同步的时候，咱们能够选择ThreadLocal变量。

每一个线程都会拥有他们本身的Thread变量，它们可使用get()\set()方法去获取他们的默认值或者在线程内部改变他们的值。ThreadLocal实例一般是但愿它们同线程状态关联起来是private static属性。

21、什么是Thread Group？为何建议使用它？

ThreadGroup是一个类，它的目的是提供关于线程组的信息。

ThreadGroup API比较薄弱，它并无比Thread提供了更多的功能。它有两个主要的功能：一是获取线程组中处于活跃状态线程的列表；二是设置为线程设置未捕获异常处理器(ncaught exception handler)。但在Java 1.5中Thread类也添加了setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh) 方法，因此ThreadGroup是已通过时的，不建议继续使用。

t1.setUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler(){

@Override
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
System.out.println("exception occured:"+e.getMessage());
}
});

java.util.TimerTask是一个实现了Runnable接口的抽象类，咱们须要去继承这个类来建立咱们本身的定时任务并使用Timer去安排它的执行。

22、什么是Java线程转储(Thread Dump)，如何获得它？

线程转储是一个JVM活动线程的列表，它对于分析系统瓶颈和死锁很是有用。有不少方法能够获取线程转储——使用Profiler，Kill -3命令，jstack工具等等。我更喜欢jstack工具，由于它容易使用而且是JDK自带的。因为它是一个基于终端的工具，因此咱们能够编写一些脚本去定时的产生线程转储以待分析。

23、什么是死锁(Deadlock)？如何分析和避免死锁？

死锁是指两个以上的线程永远阻塞的状况，这种状况产生至少须要两个以上的线程和两个以上的资源。

分析死锁，咱们须要查看Java应用程序的线程转储。咱们须要找出那些状态为BLOCKED的线程和他们等待的资源。每一个资源都有一个惟一的id，用这个id咱们能够找出哪些线程已经拥有了它的对象锁。

24、什么是Java Timer类？如何建立一个有特定时间间隔的任务？

java.util.Timer是一个工具类，能够用于安排一个线程在将来的某个特定时间执行。Timer类能够用安排一次性任务或者周期任务。

25、什么是线程池？如何建立一个Java线程池？

一个线程池管理了一组工做线程，同时它还包括了一个用于放置等待执行的任务的队列。

java.util.concurrent.Executors提供了一个 java.util.concurrent.Executor接口的实现用于建立线程池。线程池例子展示了如何建立和使用线程池，或者阅读ScheduledThreadPoolExecutor例子，了解如何建立一个周期任务。

Java并发面试问题

1、什么是原子操做？在Java Concurrency API中有哪些原子类(atomic classes)？

原子操做是指一个不受其余操做影响的操做任务单元。原子操做是在多线程环境下避免数据不一致必须的手段。

int++并非一个原子操做，因此当一个线程读取它的值并加1时，另一个线程有可能会读到以前的值，这就会引起错误。

为了解决这个问题，必须保证增长操做是原子的，在JDK1.5以前咱们可使用同步技术来作到这一点。到JDK1.5，java.util.concurrent.atomic包提供了int和long类型的装类，它们能够自动的保证对于他们的操做是原子的而且不须要使用同步。

2、Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么？对比同步它有什么优点？

Lock接口比同步方法和同步块提供了更具扩展性的锁操做。他们容许更灵活的结构，能够具备彻底不一样的性质，而且能够支持多个相关类的条件对象。

它的优点有：

• 可使锁更公平
• 可使线程在等待锁的时候响应中断
• 可让线程尝试获取锁，并在没法获取锁的时候当即返回或者等待一段时间
• 能够在不一样的范围，以不一样的顺序获取和释放锁

3、什么是Executors框架？

Executor框架同java.util.concurrent.Executor 接口在Java 5中被引入。Executor框架是一个根据一组执行策略调用，调度，执行和控制的异步任务的框架。

无限制的建立线程会引发应用程序内存溢出。因此建立一个线程池是个更好的的解决方案，由于能够限制线程的数量而且能够回收再利用这些线程。利用Executors框架能够很是方便的建立一个线程池。

4、什么是阻塞队列？如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型？

java.util.concurrent.BlockingQueue的特性是：当队列是空的时，从队列中获取或删除元素的操做将会被阻塞，或者当队列是满时，往队列里添加元素的操做会被阻塞。

阻塞队列不接受空值，当你尝试向队列中添加空值的时候，它会抛出NullPointerException。

阻塞队列的实现都是线程安全的，全部的查询方法都是原子的而且使用了内部锁或者其余形式的并发控制。

BlockingQueue 接口是java collections框架的一部分，它主要用于实现生产者-消费者问题。

5、什么是Callable和Future?

Java 5在concurrency包中引入了java.util.concurrent.Callable 接口，它和Runnable接口很类似，但它能够返回一个对象或者抛出一个异常。

Callable接口使用泛型去定义它的返回类型。Executors类提供了一些有用的方法去在线程池中执行Callable内的任务。因为Callable任务是并行的，咱们必须等待它返回的结果。java.util.concurrent.Future对象为咱们解决了这个问题。在线程池提交Callable任务后返回了一个Future对象，使用它咱们能够知道Callable任务的状态和获得Callable返回的执行结果。Future提供了get()方法让咱们能够等待Callable结束并获取它的执行结果。

6、什么是FutureTask?

FutureTask是Future的一个基础实现，咱们能够将它同Executors使用处理异步任务。一般咱们不须要使用FutureTask类，单当咱们打算重写Future接口的一些方法并保持原来基础的实现是，它就变得很是有用。咱们能够仅仅继承于它并重写咱们须要的方法。

7、什么是并发容器的实现？

Java集合类都是快速失败的，这就意味着当集合被改变且一个线程在使用迭代器遍历集合的时候，迭代器的next()方法将抛出ConcurrentModificationException异常。

并发容器支持并发的遍历和并发的更新。

主要的类有ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 和CopyOnWriteArraySet

8、Executors类是什么？

Executors为Executor，ExecutorService，ScheduledExecutorService，ThreadFactory和Callable类提供了一些工具方法。

Executors能够用于方便的建立线程池。