Thread類的sleep()方法和對(duì)象的wait()方法都可以讓線程暫停執(zhí)行，它們有什么區(qū)別?

sleep()方法（休眠）是線程類（Thread）的靜態(tài)方法网梢，調(diào)用此方法會(huì)讓當(dāng)前線程暫停執(zhí)行指定的時(shí)間震缭，將執(zhí)行機(jī)會(huì)（CPU）讓給其他線程，但是對(duì)象的鎖依然保持战虏，因此休眠時(shí)間結(jié)束后會(huì)自動(dòng)恢復(fù)（線程回到就緒狀態(tài)拣宰，請(qǐng)參考第66題中的線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）。
wait()是Object類的方法巡社，調(diào)用對(duì)象的wait()方法導(dǎo)致當(dāng)前線程放棄對(duì)象的鎖（線程暫停執(zhí)行），進(jìn)入對(duì)象的等待池（wait pool）手趣，只有調(diào)用對(duì)象的notify()方法（或notifyAll()方法）時(shí)才能喚醒等待池中的線程進(jìn)入等鎖池（lock pool）晌该，如果線程重新獲得對(duì)象的鎖就可以進(jìn)入就緒狀態(tài)。

補(bǔ)充：可能不少人對(duì)什么是進(jìn)程回懦，什么是線程還比較模糊气笙，對(duì)于為什么需要多線程編程也不是特別理解。簡單的說：進(jìn)程是具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)怯晕，是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位潜圃；線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位舟茶，是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位谭期。線程的劃分尺度小于進(jìn)程堵第，這使得多線程程序的并發(fā)性高；進(jìn)程在執(zhí)行時(shí)通常擁有獨(dú)立的內(nèi)存單元隧出，而線程之間可以共享內(nèi)存踏志。使用多線程的編程通常能夠帶來更好的性能和用戶體驗(yàn)，但是多線程的程序?qū)τ谄渌绦蚴遣挥押玫恼偷桑驗(yàn)樗赡苷加昧烁嗟腃PU資源针余。當(dāng)然，也不是線程越多凄诞，程序的性能就越好圆雁，因?yàn)榫€程之間的調(diào)度和切換也會(huì)浪費(fèi)CPU時(shí)間。

線程的sleep()方法和yield()方法有什么區(qū)別帆谍？

① sleep()方法給其他線程運(yùn)行機(jī)會(huì)時(shí)不考慮線程的優(yōu)先級(jí)伪朽，因此會(huì)給低優(yōu)先級(jí)的線程以運(yùn)行的機(jī)會(huì)；yield()方法只會(huì)給相同優(yōu)先級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的線程以運(yùn)行的機(jī)會(huì)汛蝙；
② 線程執(zhí)行sleep()方法后轉(zhuǎn)入阻塞（blocked）狀態(tài)烈涮，而執(zhí)行yield()方法后轉(zhuǎn)入就緒（ready）狀態(tài)；
③ sleep()方法聲明拋出InterruptedException窖剑，而yield()方法沒有聲明任何異常坚洽；
④ sleep()方法比yield()方法（跟操作系統(tǒng)CPU調(diào)度相關(guān)）具有更好的可移植性。

JVM中線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

image.png

1苛吱、新建狀態(tài)(New)：新創(chuàng)建了一個(gè)線程對(duì)象酪术。
2、就緒狀態(tài)(Runnable)：線程對(duì)象創(chuàng)建后翠储，其他線程調(diào)用了該對(duì)象的start()方法绘雁。該狀態(tài)的線程位于“可運(yùn)行線程池”中，變得可運(yùn)行援所，只等待獲取CPU的使用權(quán)庐舟。即在就緒狀態(tài)的進(jìn)程除 CPU之外，其它的運(yùn)行所需資源都已全部獲得住拭。
3挪略、運(yùn)行狀態(tài)(Running)：就緒狀態(tài)的線程獲取了CPU，執(zhí)行程序代碼滔岳。
4杠娱、阻塞狀態(tài)(Blocked)：阻塞狀態(tài)是線程因?yàn)槟撤N原因放棄CPU使用權(quán)，暫時(shí)停止運(yùn)行谱煤。直到線程進(jìn)入就緒狀態(tài)摊求，才有機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)到運(yùn)行狀態(tài)。
阻塞的情況分三種：

• 等待阻塞：運(yùn)行的線程執(zhí)行wait()方法刘离，該線程會(huì)釋放占用的所有資源室叉，JVM會(huì)把該線程放入“等待池”中睹栖。進(jìn)入這個(gè)狀態(tài)后，是不能自動(dòng)喚醒的茧痕，必須依靠其他線程調(diào)用notify()或notifyAll()方法才能被喚醒野来，
• 同步阻塞：運(yùn)行的線程在獲取對(duì)象的同步鎖時(shí)，若該同步鎖被別的線程占用踪旷，則JVM會(huì)把該線程放入“鎖池”中曼氛。
• 其他阻塞：運(yùn)行的線程執(zhí)行sleep()或join()方法，或者發(fā)出了I/O請(qǐng)求時(shí)埃脏，JVM會(huì)把該線程置為阻塞狀態(tài)搪锣。當(dāng)sleep()狀態(tài)超時(shí)、join()等待線程終止或者超時(shí)彩掐、或者I/O處理完畢時(shí)，線程重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)灰追。

5堵幽、死亡狀態(tài)(Dead)：線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結(jié)束生命周期弹澎。

當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入一個(gè)對(duì)象的synchronized方法A之后朴下，其它線程是否可進(jìn)入此對(duì)象的synchronized方法B？

不能苦蒿。其它線程只能訪問該對(duì)象的非同步方法殴胧，同步方法則不能進(jìn)入。因?yàn)榉庆o態(tài)方法上的synchronized修飾符要求執(zhí)行方法時(shí)要獲得對(duì)象的鎖佩迟，如果已經(jīng)進(jìn)入A方法說明對(duì)象鎖已經(jīng)被取走团滥，那么試圖進(jìn)入B方法的線程就只能在等鎖池（注意不是等待池哦）中等待對(duì)象的鎖。

請(qǐng)說出與線程同步以及線程調(diào)度相關(guān)的方法

• wait()：使一個(gè)線程處于等待（阻塞）狀態(tài)报强，并且釋放所持有的對(duì)象的鎖灸姊；
• sleep()：使一個(gè)正在運(yùn)行的線程處于睡眠狀態(tài)，是一個(gè)靜態(tài)方法秉溉，調(diào)用此方法要處理InterruptedException異常力惯；
• notify()：喚醒一個(gè)處于等待狀態(tài)的線程，當(dāng)然在調(diào)用此方法的時(shí)候召嘶，并不能確切的喚醒某一個(gè)等待狀態(tài)的線程父晶，而是由JVM確定喚醒哪個(gè)線程，而且與優(yōu)先級(jí)無關(guān)弄跌；
• notityAll()：喚醒所有處于等待狀態(tài)的線程甲喝，該方法并不是將對(duì)象的鎖給所有線程，而是讓它們競爭碟绑，只有獲得鎖的線程才能進(jìn)入就緒狀態(tài)俺猿；

補(bǔ)充：Java 5通過Lock接口提供了顯式的鎖機(jī)制（explicit lock）茎匠，增強(qiáng)了靈活性以及對(duì)線程的協(xié)調(diào)。Lock接口中定義了加鎖（lock()）和解鎖（unlock()）的方法押袍，同時(shí)還提供了newCondition()方法來產(chǎn)生用于線程之間通信的Condition對(duì)象诵冒；此外，Java 5還提供了信號(hào)量機(jī)制（semaphore）谊惭，信號(hào)量可以用來限制對(duì)某個(gè)共享資源進(jìn)行訪問的線程的數(shù)量汽馋。在對(duì)資源進(jìn)行訪問之前，線程必須得到信號(hào)量的許可（調(diào)用Semaphore對(duì)象的acquire()方法）圈盔；在完成對(duì)資源的訪問后豹芯，線程必須向信號(hào)量歸還許可（調(diào)用Semaphore對(duì)象的release()方法）。

eg : 下面的例子演示了100個(gè)線程同時(shí)向一個(gè)銀行賬戶中存入1元錢驱敲，在沒有使用同步機(jī)制和使用同步機(jī)制情況下的執(zhí)行情況:
銀行賬戶類：

/**
 * 銀行賬戶
 *
 */
public class Account {
    private double balance;     // 賬戶余額
 
    /**
     * 存款
     * @param money 存入金額
     */
    public void deposit(double money) {
        double newBalance = balance + money;
        try {
            Thread.sleep(10);   // 模擬此業(yè)務(wù)需要一段處理時(shí)間
        }
        catch(InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        balance = newBalance;
    }
 
    /**
     * 獲得賬戶余額
     */
    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

存錢線程類：

/**
 * 存錢線程
 *
 */
public class AddMoneyThread implements Runnable {
    private Account account;    // 存入賬戶
    private double money;       // 存入金額
 
    public AddMoneyThread(Account account, double money) {
        this.account = account;
        this.money = money;
    }
 
    @Override
    public void run() {
        account.deposit(money);
    }
 
}

測試類：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
 
public class Test01 {
 
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account();
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);
 
        for(int i = 1; i <= 100; i++) {
            service.execute(new AddMoneyThread(account, 1));
        }
 
        service.shutdown();
 
        while(!service.isTerminated()) {}
 
        System.out.println("賬戶余額: " + account.getBalance());
    }
}

在沒有同步的情況下铁蹈，執(zhí)行結(jié)果通常是顯示賬戶余額在10元以下，出現(xiàn)這種狀況的原因是众眨，當(dāng)一個(gè)線程A試圖存入1元的時(shí)候握牧，另外一個(gè)線程B也能夠進(jìn)入存款的方法中，線程B讀取到的賬戶余額仍然是線程A存入1元錢之前的賬戶余額娩梨，因此也是在原來的余額0上面做了加1元的操作沿腰，同理線程C也會(huì)做類似的事情，所以最后100個(gè)線程執(zhí)行結(jié)束時(shí)狈定，本來期望賬戶余額為100元颂龙，但實(shí)際得到的通常在10元以下（很可能是1元哦）。解決這個(gè)問題的辦法就是同步纽什，當(dāng)一個(gè)線程對(duì)銀行賬戶存錢時(shí)措嵌，需要將此賬戶鎖定，待其操作完成后才允許其他的線程進(jìn)行操作稿湿，代碼有如下幾種調(diào)整方案：
在銀行賬戶的存款（deposit）方法上同步（synchronized）關(guān)鍵字:

/**
 * 銀行賬戶
 *
 */
public class Account {
    private double balance;     // 賬戶余額
 
    /**
     * 存款
     * @param money 存入金額
     */
    public synchronized void deposit(double money) {
        double newBalance = balance + money;
        try {
            Thread.sleep(10);   // 模擬此業(yè)務(wù)需要一段處理時(shí)間
        }
        catch(InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        balance = newBalance;
    }
 
    /**
     * 獲得賬戶余額
     */
    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

在線程調(diào)用存款方法時(shí)對(duì)銀行賬戶進(jìn)行同步:

/**
 * 存錢線程
 *
 */
public class AddMoneyThread implements Runnable {
    private Account account;    // 存入賬戶
    private double money;       // 存入金額
 
    public AddMoneyThread(Account account, double money) {
        this.account = account;
        this.money = money;
    }
 
    @Override
    public void run() {
        synchronized (account) {
            account.deposit(money); 
        }
    }
 
}

通過Java 5顯示的鎖機(jī)制铅匹，為每個(gè)銀行賬戶創(chuàng)建一個(gè)鎖對(duì)象，在存款操作進(jìn)行加鎖和解鎖的操作:

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 
/**
 * 銀行賬戶
 *
 */
public class Account {
    private Lock accountLock = new ReentrantLock();
    private double balance; // 賬戶余額
 
    /**
     * 存款
     * 
     * @param money
     *            存入金額
     */
    public void deposit(double money) {
        accountLock.lock();
        try {
            double newBalance = balance + money;
            try {
                Thread.sleep(10); // 模擬此業(yè)務(wù)需要一段處理時(shí)間
            }
            catch (InterruptedException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
            balance = newBalance;
        }
        finally {
            accountLock.unlock();
        }
    }
 
    /**
     * 獲得賬戶余額
     */
    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

按照上述三種方式對(duì)代碼進(jìn)行修改后饺藤，重寫執(zhí)行測試代碼Test01包斑，將看到最終的賬戶余額為100元。當(dāng)然也可以使用Semaphore或CountdownLatch來實(shí)現(xiàn)同步涕俗。

編寫多線程程序有幾種實(shí)現(xiàn)方式罗丰？

Java 5以前實(shí)現(xiàn)多線程有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一種是繼承Thread類；另一種是實(shí)現(xiàn)Runnable接口再姑。兩種方式都要通過重寫run()方法來定義線程的行為萌抵，推薦使用后者，因?yàn)镴ava中的繼承是單繼承，一個(gè)類有一個(gè)父類绍填，如果繼承了Thread類就無法再繼承其他類了霎桅，顯然使用Runnable接口更為靈活。
補(bǔ)充：Java 5以后創(chuàng)建線程還有第三種方式：實(shí)現(xiàn)Callable接口讨永，該接口中的call方法可以在線程執(zhí)行結(jié)束時(shí)產(chǎn)生一個(gè)返回值滔驶，代碼如下所示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
 
class MyTask implements Callable<Integer> {
    private int upperBounds;
 
    public MyTask(int upperBounds) {
        this.upperBounds = upperBounds;
    }
 
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0; 
        for(int i = 1; i <= upperBounds; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
 
}
 
class Test {
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        List<Future<Integer>> list = new ArrayList<>();
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            list.add(service.submit(new MyTask((int) (Math.random() * 100))));
        }
 
        int sum = 0;
        for(Future<Integer> future : list) {
            // while(!future.isDone()) ;
            sum += future.get();
        }
 
        System.out.println(sum);
    }
}

synchronized關(guān)鍵字的用法？

synchronized關(guān)鍵字可以將對(duì)象或者方法標(biāo)記為同步卿闹，以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象和方法的互斥訪問揭糕，可以用synchronized(對(duì)象) { … }定義同步代碼塊，或者在聲明方法時(shí)將synchronized作為方法的修飾符锻霎。

public synchronized void deposit(double money) {
    ...
}

舉例說明同步和異步

如果系統(tǒng)中存在臨界資源（資源數(shù)量少于競爭資源的線程數(shù)量的資源）著角，例如正在寫的數(shù)據(jù)以后可能被另一個(gè)線程讀到，或者正在讀的數(shù)據(jù)可能已經(jīng)被另一個(gè)線程寫過了旋恼，那么這些數(shù)據(jù)就必須進(jìn)行同步存壤艨凇（數(shù)據(jù)庫操作中的排他鎖就是最好的例子）。當(dāng)應(yīng)用程序在對(duì)象上調(diào)用了一個(gè)需要花費(fèi)很長時(shí)間來執(zhí)行的方法冰更，并且不希望讓程序等待方法的返回時(shí)锨侯，就應(yīng)該使用異步編程，在很多情況下采用異步途徑往往更有效率冬殃。事實(shí)上，所謂的同步就是指阻塞式操作叁怪，而異步就是非阻塞式操作审葬。

啟動(dòng)一個(gè)線程是調(diào)用run()還是start()方法？

啟動(dòng)一個(gè)線程是調(diào)用start()方法奕谭，使線程所代表的虛擬處理機(jī)處于可運(yùn)行狀態(tài)涣觉，這意味著它可以由JVM 調(diào)度并執(zhí)行，這并不意味著線程就會(huì)立即運(yùn)行血柳。run()方法是線程啟動(dòng)后要進(jìn)行回調(diào)（callback）的方法官册。

什么是線程池（thread pool）

在面向?qū)ο缶幊讨校瑒?chuàng)建和銷毀對(duì)象是很費(fèi)時(shí)間的难捌，因?yàn)閯?chuàng)建一個(gè)對(duì)象要獲取內(nèi)存資源或者其它更多資源膝宁。在Java中更是如此，虛擬機(jī)將試圖跟蹤每一個(gè)對(duì)象根吁，以便能夠在對(duì)象銷毀后進(jìn)行垃圾回收员淫。所以提高服務(wù)程序效率的一個(gè)手段就是盡可能減少創(chuàng)建和銷毀對(duì)象的次數(shù)，特別是一些很耗資源的對(duì)象創(chuàng)建和銷毀击敌，這就是”池化資源”技術(shù)產(chǎn)生的原因介返。線程池顧名思義就是事先創(chuàng)建若干個(gè)可執(zhí)行的線程放入一個(gè)池（容器）中，需要的時(shí)候從池中獲取線程不用自行創(chuàng)建，使用完畢不需要銷毀線程而是放回池中圣蝎，從而減少創(chuàng)建和銷毀線程對(duì)象的開銷刃宵。

Java 5+中的Executor接口定義一個(gè)執(zhí)行線程的工具。它的子類型即線程池接口是ExecutorService徘公。要配置一個(gè)線程池是比較復(fù)雜的牲证，尤其是對(duì)于線程池的原理不是很清楚的情況下，因此在工具類Executors面提供了一些靜態(tài)工廠方法步淹，生成一些常用的線程池从隆，如下所示：

• newSingleThreadExecutor：創(chuàng)建一個(gè)單線程的線程池。這個(gè)線程池只有一個(gè)線程在工作缭裆，也就是相當(dāng)于單線程串行執(zhí)行所有任務(wù)键闺。如果這個(gè)唯一的線程因?yàn)楫惓＝Y(jié)束，那么會(huì)有一個(gè)新的線程來替代它澈驼。此線程池保證所有任務(wù)的執(zhí)行順序按照任務(wù)的提交順序執(zhí)行辛燥。
• newFixedThreadPool：創(chuàng)建固定大小的線程池。每次提交一個(gè)任務(wù)就創(chuàng)建一個(gè)線程缝其，直到線程達(dá)到線程池的最大大小挎塌。線程池的大小一旦達(dá)到最大值就會(huì)保持不變，如果某個(gè)線程因?yàn)閳?zhí)行異常而結(jié)束内边，那么線程池會(huì)補(bǔ)充一個(gè)新線程榴都。
• newCachedThreadPool：創(chuàng)建一個(gè)可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務(wù)所需要的線程漠其，那么就會(huì)回收部分空閑（60秒不執(zhí)行任務(wù)）的線程嘴高，當(dāng)任務(wù)數(shù)增加時(shí)，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務(wù)和屎。此線程池不會(huì)對(duì)線程池大小做限制拴驮，線程池大小完全依賴于操作系統(tǒng)（或者說JVM）能夠創(chuàng)建的最大線程大小。
• newScheduledThreadPool：創(chuàng)建一個(gè)大小無限的線程池柴信。此線程池支持定時(shí)以及周期性執(zhí)行任務(wù)的需求套啤。
• newSingleThreadExecutor：創(chuàng)建一個(gè)單線程的線程池。此線程池支持定時(shí)以及周期性執(zhí)行任務(wù)的需求随常。

簡述synchronized 和java.util.concurrent.locks.Lock的異同

Lock是Java 5以后引入的新的API潜沦，和關(guān)鍵字synchronized相比主要相同點(diǎn)：Lock 能完成synchronized所實(shí)現(xiàn)的所有功能；主要不同點(diǎn)：Lock有比synchronized更精確的線程語義和更好的性能线罕，而且不強(qiáng)制性的要求一定要獲得鎖止潮。synchronized會(huì)自動(dòng)釋放鎖，而Lock一定要求程序員手工釋放钞楼，并且最好在finally 塊中釋放（這是釋放外部資源的最好的地方）喇闸。