多线程

总结一下多线程高频面试题。

1.什么是线程？线程和进程的区别？

线程：线程是CPU调度的最小单位，也是程序执行的最小单位。没有单独地址空间，线程属于进程，不能独立执行，每个进程至少要有一个线程，称为主线程。

进程：进程是系统进行资源分配的基本单位，有独立的内存地址空间；

2.描述CPU和多线程的关系

• 第一阶段，单CPU时代，单CPU在同一时间点，只能执行单一线程。

• 第二阶段，单CPU多任务阶段，计算机在同一时间点，并行执行多个线程。但这并非真正意义上的同时执行，而是多个任务共享一个CPU，操作系统协调CPU在某个时间点，执行某个线程，因为CPU在线程之间切换比较快，就好像多个任务在同时运行。

• 第三阶段，多CPU多任务阶段，真正实现的，在同一时间点运行多个线程。具体到哪个线程在哪个CPU执行，这就跟操作系统和CPU本身的设计有关了。

3.什么是线程安全/线程不安全？

线程安全：就是多线程访问时，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。

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

4.描述下线程的生命周期？

（图很重要，很多公司笔试都会要求画出生命周期图）

• 初始状态 : 线程对象创建完成 就是new创建了一个线程对象

• 就绪状态 : 线程可以被执行 就是调用了start()方法后的状态

• 运行状态 : 线程正在运行中 就是就绪状态的线程获取了CPU执行权执行线程

• 阻塞状态 : 线程休眠 就是调用了Thread.sleep()方法使线程进入休眠

• 等待队列 : 线程陷入无限的等待中 就是线程执行wait()方法,进入这个状态后

• 锁池状态 : 线程被唤醒,但没有获取到锁 同步锁被别的线程占用，则该线程放入“锁池”中,进入锁池状态

• 死亡状态 : 线程执行完毕或被关闭 就是run()方法执行完毕后,线程就进入死亡状态

5.wait、sleep、join、yield的区别

wait：Object类的方法(notify()、notifyAll() 也是Object对象)，必须放在循环体和同步代码块中，执行该方法的线程会释放锁，进入线程等待池中等待被再次唤醒(notify随机唤醒，notifyAll全部唤醒，线程结束自动唤醒)即放入锁池中竞争同步锁

sleep：Thread类的方法，必须带一个时间参数。会让当前线程休眠进入阻塞状态并释放CPU（Sleep释放CPU，wait 也会释放cpu，因为cpu资源太宝贵了，只有在线程running的时候，才会获取cpu片段），提供其他线程运行的机会且不考虑优先级，但如果有同步锁则sleep不会释放锁即其他线程无法获得同步锁 可通过调用interrupt()方法来唤醒休眠线程。

yield：让出CPU调度，Thread类的方法， yield()只是使当前线程重新回到就绪状态，所以执行yield()的线程有可能在进入到就绪状态后马上又被执行。调用yield方法只是一个建议，告诉线程调度器我的工作已经做的差不多了，可以让别的相同优先级的线程使用CPU了，没有任何机制保证采纳。

join：一种特殊的wait，当前运行线程调用另一个线程的join方法，当前线程进入阻塞状态直到另一个线程运行结束等待该线程终止。 注意该方法也需要捕捉异常。

6.Synchronized和Lock的区别

• synchronized关键字主要解决多线程通信时候共享数据同步问题。

• Synchronized底层使用指令码方式来控制锁的。Lock：底层是CAS乐观锁

• Synchronized是关键字，内置语言实现，Lock是接口。

• Synchronized在线程发生异常时会自动释放锁，因此不会发生异常死锁。Lock异常时不会自动释放锁，所以需要在finally中实现释放锁。  

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

1. 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。

2. volatile用volatile修饰的变量，线程在每次使用变量的时候，都会读取变量修改后的最的值。volatile很容易被误用，用来进行原子性操作。

3. Synchronized 是Java利用锁的机制自动实现的，一般有同步方法和同步代码块两种使用方式。关键字保证了数据读写一致和可见性等问题

   ThreadLocal与Synchronized区别 ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问，他们两者的区别：

   synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问，而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享，而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。一句话来说，Synchronized是为了让多线程进行数据共享，而ThreadLocal为了让多线程进行数据隔离。

8.同步方法和同步块，哪个更好?

同步块是更好的选择，因为它不会锁住整个对象（当然你也可以让它锁住整个对象）。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，这通常会导致他们停止执行并需要等待获得这个对象上的锁。同步块更要符合开放调用的原则，只在需要锁住的代码块锁住相应的对象，这样从侧面来说也可以避免死锁。

9.什么是死锁？如何避免死锁？

当两个或多个线程同时运行并且拥有对方所需要的资源时，就会等待对方释放所持有的资源，但是都不会释放资源，这样就会造成堵塞，最后形成死锁。 

如何避免线程死锁：

我们只要破坏产生死锁的四个条件中的其中一个就可以了。

破坏互斥条件：这个条件我们没有办法破坏，因为我们用锁本来就是想让他们互斥的（临界资源需要互斥访问）。

破坏请求与保持条件：一次性申请所有的资源。

破坏不剥夺条件：占用部分资源的线程进一步申请其他资源时，如果申请不到，可以主动释放它占有的资源。

破坏循环等待条件：靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源，释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。

10.线程池的作用是什么，常见的参数有哪些？

线程池的作用：

• 第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

• 第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。

• 第三：提高线程的可管理性。

常见参数：

• corePoolSize：核心线程数

• queueCapacity：任务队列容量(阻塞队列)

• maxPoolSize：最大线程数

• keepAliveTime：线程空闲时间

• allowCoreThreadTimeout：允许核心线程超时