线程

1、什么是线程？进程？两者区别？

• 线程：是操作系统能够进⾏运算调度的最⼩单位，由进程创建的，是进程的一个实体，线程也可以创建线程；
• 进程：正在运行的一个程序，一个进程可以拥有多个线程；
• 区别：
  • 它们是不同的操作系统资源管理方式，线程只是一个进程中的不同执行路径，创建线程开销⼩，线程属于进程，不能独⽴执⾏；
  • 进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些；
  • 线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。

2、CPU和多线程的关系？

• Central Progressing Unit 中央处理器，是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。
• 单CPU时代，单CPU在同一时间点，只能执行单一线程；
• 单CPU多任务阶段，计算机在同一时间点，并行执行多个线程；
• 多CPU多任务阶段，真正实现的，在同一时间点运行多个线程；
• CPU的线程数概念仅仅只针对Intel的CPU才有用，因为它是通过Intel超线程技术来实现的，对于AMD的CPU来说，只有核心数的概念，没有线程数的概念。

3、什么是线程安全？线程不安全？如何避免？

• 线程安全：多线程访问时，采⽤了加锁机制，当⼀个线程访问该类的某个数据时，进⾏保护，其他线程不能进⾏访问，直到该线程读取完，其他线程才可使⽤。不会出现数据不⼀致或者数据污染。

• 线程不安全：就是不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。

• 线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。

• 线程安全问题的解决思路：

  • 尽量不使⽤共享变量，将不必要的共享变量变成局部变量来使⽤；
  • 使⽤Synchronized关键字同步代码块，或者使⽤jdk包中提供的接口类Lock锁为操作进⾏加锁；
  • 使⽤ThreadLocal为每⼀个线程建⽴⼀个变量的副本，各个线程间独⽴操作，互不影响。

4、线程的生命周期？

线程的生命周期包含5个阶段，包括

• 新建：当一个线程被创建时，此时线程处于新建状态；
• 就绪：当调用start()方法时，就会进入线程队列等待CPU时间片，此时它已经具备了运行的条件，只是没有被CPU分配到执行权力；
• 运行：当就绪的线程被CPU时间片调度并获得CPU资源时，便进入运行状态，开始运行run()方法中的线程操作；
• 阻塞：当被认为挂起，或执行输出输入操作时，会让出CPU并临时中止自己的执行，进入阻塞状态；
• 销毁：线程完成了全部工作后或者被强制性的终止，或者出现异常，线程就会死亡。

5、wait、sleep、join 、yield的区别

• sleep方法和wait方法都可以用来放弃CPU一定的时间，不同点在于如果线程持有某个对象的监视器，sleep方法不会放弃这个对象的监视器，wait方法会放弃这个对象的监视器；
• join⽤于让当前执⾏线程等待join线程执⾏结束。其实现原理是不停检查join线程是否存活，如果join线程存活则让当前线程永远wait；
• yield方法可以暂停当前正在执行的线程对象，让其它相同优先级的线程执行。它是一个静态方法，只保证当前线程放弃CPU占用而不能保证使其它线程一定能占用CPU，执行yield的线程有可能在进入到暂停状态后马上又被执行。

6、Synchronized和Lock的区别

• lock是一个接口，而synchronized是java的一个关键字；
• synchronized在发生异常时会自动释放占有的锁，因此不会出现死锁；而lock发生异常时，不会主动释放占有的锁，必须手动来释放锁，可能引起死锁的发生。一般会在finally块中写unlock()以防死锁；
• 如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized；
• Lock 有比 synchronized 更精确的线程语义和更好的性能，Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

7、ThreadLocal、Volatile、Synchronized 的作用和区别

• ThreadLocal：不是为了解决多线程访问共享变量，而是为每个线程创建一个单独的变量副本，提供了保持对象的方法和避免参数传递的复杂性；
• volatile：主要是用来在多线程中同步变量,volatile一般用于声明简单类型变量，使得这些变量具有原子性；
• synchronized：关键字保证了数据读写一致和可见性等问题。但是他是一种阻塞的线程控制方法，在关键字使用期间，所有其他线程不能使用此变量。

8、同步方法和同步块，哪个更好?

• 同步块，这意味着同步块之外的代码是异步执行的，这比同步整个方法更提升代码的效率；
• 同步的范围越小越好。

9、什么是死锁？如何避免死锁？

• 死锁就是两个线程相互等待对方释放对象锁。
• 如何避免死锁：
  • 避免⼀个线程同时获取多个锁
  • 避免⼀个线程在锁内同时占⽤多个资源，尽量保证每个锁只占⽤⼀个资源
  • 尝试使⽤定时锁，使⽤ lock.tryLock(timeout) 来代替使⽤内部锁机制
  • 对于数据库锁，加锁和解锁必须在⼀个数据库连接⾥，否则会出现解锁失败的情况

10、常用的线程池？作用？参数有哪些？

• 常见线程
  • newCachedThreadPool可缓存线程池，如果线程池⻓度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若⽆可回收，则新建线程。
  • newFixedThreadPool 定⻓线程池，可控制线程最⼤并发数，超出的线程会在队列中等待。
  • newScheduledThreadPool 定时线程池，⽀持定时及周期性任务执⾏。
  • newSingleThreadExecutor 单线程化的线程池，它只会⽤唯⼀的⼯作线程来执⾏任务，保证所有 任务 按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执⾏。
• 作用
  • 减少了创建和销毁线程的次数，每个⼯作线程都可以被重复利⽤，可执⾏多个任务
  • 可以根据系统的承受能⼒，调整线程池中⼯作线线程的数⽬，防⽌因为消耗过多的内存使服务器崩 溃，减少在创建和销毁线程上所花的时间以及系统资源的开销
• 参数
  • corePoolSize：核心线程数量
  • maximumPoolSize：最大线程数量
  • keepAliveTime：非核心线程闲置时的存活时间
  • BlockingQueue：阻塞队列，存储等待执行的任务
  • ThreadFactory：线程工厂，用来创建线程
  • RejectedExecutionHandler：队列已满，而且任务量大于最大线程数量的异常处理策略

11、线程创建的几种方式

• 继承Thread类创建线程类
  1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run方法，该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体；
  2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象；
  3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程。
• 通过Runnable接口创建线程类
  1. 定义runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体；
  2. 创建 Runnable实现类的实例，并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象；
  3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程。
• 通过Callable和Future创建线程
  1. 创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值；
  2. 创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。注释：FutureTask是一个包装器，它通过接受Callable来创建，它同时实现了Future和Runnable接口；
  3. 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程；
  4. 调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值。
• 使用线程池创建
• 使用lambda表达式