多线程面试题（2020）

多线程

1.并行和并发有什么区别？

并行：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。

并发：多个处理器或多核处理器同时处理多个任务。

以下图：

并发和并行

并发 = 两个队列和一台咖啡机。

并行 = 两个队列和两台咖啡机。

2.线程和进程的区别？

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。

3.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。

4.建立线程有哪几种方式？

建立线程有三种方式：

继承 Thread 从新 run 方法；

实现 Runnable 接口；

实现 Callable 接口。

5. 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。

6.线程有哪些状态？

线程的状态：

NEW 还没有启动RUNNABLE 正在执行中

BLOCKED 阻塞的（被同步锁或者 IO 锁阻塞）

WAITING 永久等待状态

TIMED_WAITING 等待指定的时间从新被唤醒的状态

TERMINATED 执行完成

7. 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。

8. 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。

9.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。

10.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() ： 创 建 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。

11.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。

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。

12.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();}

13. 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。

14.什么是死锁？

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。

15.怎么防止死锁？

尽 量 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。

16.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，因此每个线程都

能够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。

17.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。

18.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。

19.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。

20.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。

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。

21. 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。