Java相关面试题总结+答案（三）

【多线程】

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35. 并行和并发有什么区别？

• 并行：多个处理器或多核处理器同时处理多个任务。（是真正的物理上的同时发生）
• 并发：多个任务在同一个 CPU 核上，按细分的时间片轮流(交替)执行，从逻辑上来看那些任务是同时执行。（逻辑上的同时发生）

　　举个例子：排队打饭，当只有一个窗口能够打饭的时候，咱们排成了两排，那么这两排只能一边一个来，这就是并发；
　　　　　　　　　　　　若是有两个窗口能够打饭的话，一个队一个窗口，那么这两排能够同时进行打饭，这就是并行了。

36. 线程和进程的区别？

　　首先一个程序下至少有一个进程，一个进程下至少有一个线程，一个进程下也能够有多个线程来增长程序的执行速度。

　　线程是运行调度的最小单位；进程是资源调度的最小单位。

　　进程在执行过程当中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存。

37. 守护线程是什么？

　　守护线程是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端而且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。在 Java 中垃圾回收线程就是特殊的守护线程。

38. 建立线程有哪几种方式？

建立线程有三种方式：

• • 继承 Thread 重写 run 方法；
  • 实现 Runnable 接口；
  • 实现 Callable 接口。

39. 说一下 runnable 和 callable 有什么区别？

　　runnable 没有返回值，callable 能够拿到有返回值，callable 能够看做是 runnable 的补充。

40. 线程有哪些状态？

　　线程从建立、运行到结束老是处于下面五个状态之一：新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。

　　

41. sleep() 和 wait() 有什么区别？

• 类的不一样：sleep() 来自 Thread，wait() 来自 Object。
• 释放锁：sleep() 不释放锁；wait() 释放锁。
• 用法不一样：sleep() 时间到会自动恢复；wait() 可使用 notify()/notifyAll()直接唤醒。

42. notify()和 notifyAll()有什么区别？

　　notifyAll()会唤醒全部的线程，notify()以后唤醒一个线程。notifyAll() 调用后，会将所有线程由等待池移到锁池，而后参与锁的竞争，竞争成功则继续执行，若是不成功则留在锁池等待锁被释放后再次参与竞争。而 notify()只会唤醒一个线程，具体唤醒哪个线程由虚拟机控制。

43. 线程的 run() 和 start() 有什么区别？

　　start() 方法用于启动线程，run() 方法用于执行线程的运行时代码。run() 能够重复调用，而 start() 只能调用一次。

44. 建立线程池有哪几种方式？

　　线程池建立有七种方式，最核心的是最后一种：

• newSingleThreadExecutor()：它的特色在于工做线程数目被限制为 1，操做一个无界的工做队列，因此它保证了全部任务的都是被顺序执行，最多会有一个任务处于活动状态，而且不容许使用者改动线程池实例，所以能够避免其改变线程数目；

• newCachedThreadPool()：它是一种用来处理大量短期工做任务的线程池，具备几个鲜明特色：它会试图缓存线程并重用，当无缓存线程可用时，就会建立新的工做线程；若是线程闲置的时间超过 60 秒，则被终止并移出缓存；长时间闲置时，这种线程池，不会消耗什么资源。其内部使用 SynchronousQueue 做为工做队列；

• newFixedThreadPool(int nThreads)：重用指定数目（nThreads）的线程，其背后使用的是无界的工做队列，任什么时候候最多有 nThreads 个工做线程是活动的。这意味着，若是任务数量超过了活动队列数目，将在工做队列中等待空闲线程出现；若是有工做线程退出，将会有新的工做线程被建立，以补足指定的数目 nThreads；

• newSingleThreadScheduledExecutor()：建立单线程池，返回 ScheduledExecutorService，能够进行定时或周期性的工做调度；

• newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：和newSingleThreadScheduledExecutor()相似，建立的是个 ScheduledExecutorService，能够进行定时或周期性的工做调度，区别在于单一工做线程仍是多个工做线程；

• newWorkStealingPool(int parallelism)：这是一个常常被人忽略的线程池，Java 8 才加入这个建立方法，其内部会构建ForkJoinPool，利用Work-Stealing算法，并行地处理任务，不保证处理顺序；

• ThreadPoolExecutor()：是最原始的线程池建立，上面1-3建立方式都是对ThreadPoolExecutor的封装。

45. 线程池都有哪些状态？

• RUNNING：这是最正常的状态，接受新的任务，处理等待队列中的任务。
• SHUTDOWN：不接受新的任务提交，可是会继续处理等待队列中的任务。
• STOP：不接受新的任务提交，再也不处理等待队列中的任务，中断正在执行任务的线程。
• TIDYING：全部的任务都销毁了，workCount 为 0，线程池的状态在转换为 TIDYING 状态时，会执行钩子方法 terminated()。
• TERMINATED：terminated()方法结束后，线程池的状态就会变成这个。

46. 线程池中 submit() 和 execute() 方法有什么区别？

• execute()：只能执行 Runnable 类型的任务。
• submit()：能够执行 Runnable 和 Callable 类型的任务。

　　Callable 类型的任务能够获取执行的返回值，而 Runnable 执行无返回值。

47. 在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？　

• 方法一：使用安全类，好比 Java. util. concurrent 下的类。
• 方法二：使用自动锁 synchronized。
• 方法三：使用手动锁 Lock。

　　手动锁 Java 示例代码以下：

Lock lock = new ReentrantLock();
lock. lock();
try {
    System. out. println("得到锁");
} catch (Exception e) {
    // TODO: handle exception
} finally {
    System. out. println("释放锁");
    lock. unlock();
}

 

48. 多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？

　　synchronized 锁升级原理：在锁对象的对象头里面有一个 threadid 字段，在第一次访问的时候 threadid 为空，jvm 让其持有偏向锁，并将 threadid 设置为其线程 id，再次进入的时候会先判断 threadid 是否与其线程 id 一致，若是一致则能够直接使用此对象，若是不一致，则升级偏向锁为轻量级锁，经过自旋循环必定次数来获取锁，执行必定次数以后，若是尚未正常获取到要使用的对象，此时就会把锁从轻量级升级为重量级锁，此过程就构成了 synchronized 锁的升级。

　　锁的升级的目的：锁升级是为了减低了锁带来的性能消耗。在 Java 6 以后优化 synchronized 的实现方式，使用了偏向锁升级为轻量级锁再升级到重量级锁的方式，从而减低了锁带来的性能消耗。

49. 什么是死锁？

　　当线程 A 持有独占锁a，并尝试去获取独占锁 b 的同时，线程 B 持有独占锁 b，并尝试获取独占锁 a 的状况下，就会发生 AB 两个线程因为互相持有对方须要的锁，而发生的阻塞现象，咱们称为死锁。

50. 怎么防止死锁？

• 尽可能使用 tryLock(long timeout, TimeUnit unit)的方法(ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock)，设置超时时间，超时能够退出防止死锁。
• 尽可能使用 Java. util. concurrent 并发类代替本身手写锁。
• 尽可能下降锁的使用粒度，尽可能不要几个功能用同一把锁。
• 尽可能减小同步的代码块。

51. ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？

　　ThreadLocal 为每一个使用该变量的线程提供独立的变量副本，因此每个线程均可以独立地改变本身的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

　　ThreadLocal 的经典使用场景是数据库链接和 session 管理等。

52. 说一下 synchronized 底层实现原理？

　　synchronized 是由一对 monitorenter/monitorexit 指令实现的，monitor 对象是同步的基本实现单元。在 Java 6 以前，monitor 的实现彻底是依靠操做系统内部的互斥锁，由于须要进行用户态到内核态的切换，因此同步操做是一个无差异的重量级操做，性能也很低。但在 Java 6 的时候，Java 虚拟机 对此进行了大刀阔斧地改进，提供了三种不一样的 monitor 实现，也就是常说的三种不一样的锁：偏向锁（Biased Locking）、轻量级锁和重量级锁，大大改进了其性能。

53. synchronized 和 volatile 的区别是什么？

• volatile 是变量修饰符；synchronized 是修饰类、方法、代码段。
• volatile 仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而 synchronized 则能够保证变量的修改可见性和原子性。
• volatile 不会形成线程的阻塞；synchronized 可能会形成线程的阻塞。
• volatile 标记的变量不会被编译器优化；synchronized 标记的变量能够被编译器优化

54. synchronized 和 Lock 有什么区别？　

• synchronized 能够给类、方法、代码块加锁；而 lock 只能给代码块加锁。
• synchronized 不须要手动获取锁和释放锁，使用简单，发生异常会自动释放锁，不会形成死锁；而 lock 须要本身加锁和释放锁，若是使用不当没有 unLock()去释放锁就会形成死锁。
• 经过 Lock 能够知道有没有成功获取锁，而 synchronized 却没法办到。

55. synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？

synchronized 早期的实现比较低效，对比 ReentrantLock，大多数场景性能都相差较大，可是在 Java 6 中对 synchronized 进行了很是多的改进。

主要区别以下：

• • ReentrantLock 使用起来比较灵活，可是必须有释放锁的配合动做；
  • ReentrantLock 必须手动获取与释放锁，而 synchronized 不须要手动释放和开启锁；
  • ReentrantLock 只适用于代码块锁，而 synchronized 可用于修饰方法、代码块等。

56. 说一下 atomic 的原理　

　　atomic 主要利用 CAS (Compare And Wwap) 和 volatile 和 native 方法来保证原子操做，从而避免 synchronized 的高开销，执行效率大为提高。