java面试（进程和线程）04

1.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。
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。

2.线程和进程的区别？

进程：进程指正在运行的程序。

线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。同一个进程中的多个线程之间可以并发的执行。

3.创建线程有哪几种方式？

创建线程有三种方式：

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

4.为什么需要定一个类去实现Runnable接口呢？继承Thread类和实现Runnable接口有啥区别呢？

实现Runnable接口，避免了继承Thread类的单继承局限性。覆盖Runnable接口中的run方法，将线程任务代码定义到run方法中。

创建Thread类的对象，只有创建Thread类的对象才可以创建线程。线程任务已被封装到Runnable接口的run方法中，而这个run方法所属于Runnable接口的子类对象，所以将这个子类对象作为参数传递给Thread的构造函数，这样，线程对象创建时就可以明确要运行的线程的任务。

第二种方式实现Runnable接口避免了单继承的局限性，所以较为常用。实现Runnable接口的方式，更加的符合面向对象，线程分为两部分，一部分线程对象，一部分线程任务。继承Thread类，线程对象和线程任务耦合在一起。一旦创建Thread类的子类对象，既是线程对象，有又有线程任务。实现runnable接口，将线程任务单独分离出来封装成对象，类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦。

采用继承Thread类创建线程的优点是编写简单，如果需要访问当前线程，无需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this即可获得当前线程。缺点在于由于该线程类已经继承了Thead类，所以不能再继承其他的类。

而采用实现runnable接口，其优点是线程类只是实现了runnable接口，还可以继承其他的类。同时，可以多个线程共享同一个目标对象或者资源，所以非常适合多个线程处理同一个资源的情况。但是这样的方法也有点缺点，如果需要访问当前线程，必须使用Thread.currentThread()方法。

5.runnable和callable的区别

5.1相同点

都是接口

都可以编写多线程程序

都采用Thread.start()启动线程

5.2不同点

Runnable没有返回值；Callable可以返回执行结果，是个泛型，和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果

Callable接口的call()方法允许抛出异常；Runnable的run()方法异常只能在内部消化，不能往上继续抛

注：Callalbe接口支持返回执行结果，需要调用FutureTask.get()得到，此方法会阻塞主进程的继续往下执行，如果不调用不会阻塞。

6.守护线程是什么？

守护线程是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并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。

7.线程有哪些状态？

线程的状态：

NEW 尚未启动
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 等待指定的时间重新被唤醒的状态
TERMINATED 执行完成

8.sleep() 和 wait() 有什么区别？

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

9.notify()和 notifyAll()有什么区别？

notifyAll()会唤醒所有的线程，notify()之后唤醒一个线程。notifyAll() 调用后，会将全部线程由等待池移到锁池，然后参与锁的竞争，竞争成功则继续执行，如果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，具体唤醒哪一个线程由虚拟机控制。

10.创建线程池有哪几种方式？

线程池创建有七种方式，最核心的是最后一种：

newSingleThreadExecutor()：它的特点在于工作线程数目被限制为 1，操作一个无界的工作队列，所以它保证了所有任务的都是被顺序执行，最多会有一个任务处于活动状态，并且不允许使用者改动线程池实例，因此可以避免其改变线程数目；
newCachedThreadPool()：它是一种用来处理大量短时间工作任务的线程池，具有几个鲜明特点：它会试图缓存线程并重用，当无缓存线程可用时，就会创建新的工作线程；如果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 作为工作队列；
newFixedThreadPool(int nThreads)：重用指定数目（nThreads）的线程，其背后使用的是无界的工作队列，任何时候最多有 nThreads 个工作线程是活动的。这意味着，如果任务数量超过了活动队列数目，将在工作队列中等待空闲线程出现；如果有工作线程退出，将会有新的工作线程被创建，以补足指定的数目 nThreads；
newSingleThreadScheduledExecutor()：创建单线程池，返回 ScheduledExecutorService，可以进行定时或周期性的工作调度；
newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：和newSingleThreadScheduledExecutor()类似，创建的是个 ScheduledExecutorService，可以进行定时或周期性的工作调度，区别在于单一工作线程还是多个工作线程；
newWorkStealingPool(int parallelism)：这是一个经常被人忽略的线程池，Java 8 才加入这个创建方法，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()：是最原始的线程池创建，上面1-3创建方式都是对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，但是会继续处理等待队列中的任务。
STOP：不接受新的任务提交，不再处理等待队列中的任务，中断正在执行任务的线程。
TIDYING：所有的任务都销毁了，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。

12.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()：可以执行 Runnable 和 Callable 类型的任务。

13.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，比如 Java. util. concurrent 下的类。
方法二：使用自动锁 synchronized。
方法三：使用手动锁 Lock。

Lock lock = new ReentrantLock();

lock. lock();

try {

    System. out. println("获得锁");

} catch (Exception e) {

    // TODO: handle exception

} finally {

    System. out. println("释放锁");

    lock. unlock();

}

14.线程同步的方式

线程同步的方式有两种：

方式1：同步代码块
方式2：同步方法

同步代码块: 在代码块声明上加上synchronized

synchronized (锁对象) {

可能会产生线程安全问题的代码

}

同步代码块中的锁对象可以是任意的对象；但多个线程时，要使用同一个锁对象才能够保证线程安全。

同步方法：在方法声明上加上synchronized

public synchronized void method(){

可能会产生线程安全问题的代码

}

同步方法中的锁对象是 this

15.Lock

查阅Lock接口描述，Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。

Lock提供了一个更加面对对象的锁，在该锁中提供了更多的操作锁的功能。

我们使用Lock接口，以及其中的lock()方法和unlock()方法替代同步，对电影院卖票案例中Ticket类进行如下代码修改：

package cn.jxufe.java.chapter10.demo06;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Test01ThreadSafty {

    public static void main(String[] args) {

        // TODO Auto-generated method stub

        Ticket mt = new Ticket();

        Thread th1 = new Thread(mt);

        Thread th2 = new Thread(mt);

        Thread th3 = new Thread(mt);

        th1.start();

        th2.start();

        th3.start();

    }

}

/*

 *  使用JDK1.5 的接口Lock,替换同步代码块,实现线程的安全性

 *  Lock接口方法:

 *     lock() 获取锁

 *     unlock()释放锁

 *  实现类ReentrantLock

 */

class Ticket implements Runnable {

    private static int ticket = 10;

    //在类的成员位置,创建Lock接口的实现类对象

    private Lock l = new ReentrantLock();

    @Override

    public void run() {

        // TODO Auto-generated method stub

        for (int i = 0; i < 20; i++) {

            //调用Lock接口方法lock获取锁

            l.lock();

            if (ticket > 0) {

                try {

                    Thread.sleep(20);

                } catch (InterruptedException e) {

                    // TODO Auto-generated catch block

                    e.printStackTrace();

                }

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票：还剩下" + ticket-- + "张票");

            }

            //释放锁,调用Lock接口方法unlock

            l.unlock();

        }

    }

}

16.死锁

是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去

（1）因为系统资源不足。
（2）进程运行推进顺序不合适。
（3）资源分配不当等。

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 的情况下，就会发生 AB 两个线程由于互相持有对方需要的锁，而发生的阻塞现象，我们称为死锁。

死锁的四个必要条件：

（1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
（2） 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（3） 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（4） 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

17.解决死锁的方法

尽量使用 tryLock(long timeout, TimeUnit unit)的方法(ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock)，设置超时时间，超时可以退出防止死锁。
尽量使用 Java. util. concurrent 并发类代替自己手写锁。
尽量降低锁的使用粒度，尽量不要几个功能用同一把锁。
尽量减少同步的代码块。

18.synchronized 和 Lock 有什么区别？

synchronized 可以给类、方法、代码块加锁；而 lock 只能给代码块加锁。
synchronized 不需要手动获取锁和释放锁，使用简单，发生异常会自动释放锁，不会造成死锁；而 lock 需要自己加锁和释放锁，如果使用不当没有 unLock()去释放锁就会造成死锁。
通过 Lock 可以知道有没有成功获取锁，而 synchronized 却无法办到。

19.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，但是在 Java 6 中对 synchronized 进行了非常多的改进。

主要区别如下：

ReentrantLock 使用起来比较灵活，但是必须有释放锁的配合动作；
ReentrantLock 必须手动获取与释放锁，而 synchronized 不需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 标记的变量可以被编译器优化。