多線程和并發(fā)問題是Java技術(shù)面試中面試官比較喜歡問的問題之一凄吏。在這里，從面試的角度列出了大部分重要的問題成肘，但是你仍然應(yīng)該牢固的掌握J(rèn)ava多線程基礎(chǔ)知識(shí)來對(duì)應(yīng)日后碰到的問題帘靡。

Java多線程面試問題

1. 進(jìn)程和線程之間有什么不同淆攻？

一個(gè)進(jìn)程是一個(gè)獨(dú)立(self contained)的運(yùn)行環(huán)境行嗤，它可以被看作一個(gè)程序或者一個(gè)應(yīng)用已日。而線程是在進(jìn)程中執(zhí)行的一個(gè)任務(wù)。Java運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)包含了不同的類和程序的單一進(jìn)程栅屏。線程可以被稱為輕量級(jí)進(jìn)程飘千。線程需要較少的資源來創(chuàng)建和駐留在進(jìn)程中，并且可以共享進(jìn)程中的資源栈雳。

2. 多線程編程的好處是什么护奈？

在多線程程序中，多個(gè)線程被并發(fā)的執(zhí)行以提高程序的效率甫恩，CPU不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)線程需要等待資源而進(jìn)入空閑狀態(tài)逆济。多個(gè)線程共享堆內(nèi)存(heap memory)酌予，因此創(chuàng)建多個(gè)線程去執(zhí)行一些任務(wù)會(huì)比創(chuàng)建多個(gè)進(jìn)程更好磺箕。舉個(gè)例子，Servlets比CGI更好抛虫，是因?yàn)镾ervlets支持多線程而CGI不支持松靡。

3. 用戶線程和守護(hù)線程有什么區(qū)別？

當(dāng)我們?cè)贘ava程序中創(chuàng)建一個(gè)線程建椰，它就被稱為用戶線程雕欺。一個(gè)守護(hù)線程是在后臺(tái)執(zhí)行并且不會(huì)阻止JVM終止的線程。當(dāng)沒有用戶線程在運(yùn)行的時(shí)候，JVM關(guān)閉程序并且退出屠列。一個(gè)守護(hù)線程創(chuàng)建的子線程依然是守護(hù)線程啦逆。

4. 我們?nèi)绾蝿?chuàng)建一個(gè)線程？

有兩種創(chuàng)建線程的方法：一是實(shí)現(xiàn)Runnable接口笛洛，然后將它傳遞給Thread的構(gòu)造函數(shù)夏志，創(chuàng)建一個(gè)Thread對(duì)象；二是直接繼承Thread類苛让。若想了解更多可以閱讀這篇關(guān)于如何在Java中創(chuàng)建線程的文章沟蔑。

5. 有哪些不同的線程生命周期？

當(dāng)我們?cè)贘ava程序中新建一個(gè)線程時(shí)狱杰，它的狀態(tài)是New瘦材。當(dāng)我們調(diào)用線程的start()方法時(shí)，狀態(tài)被改變?yōu)?i>Runnable仿畸。線程調(diào)度器會(huì)為Runnable線程池中的線程分配CPU時(shí)間并且講它們的狀態(tài)改變?yōu)?i>Running食棕。其他的線程狀態(tài)還有Waiting，Blocked和Dead错沽。讀這篇文章可以了解更多關(guān)于線程生命周期的知識(shí)宣蠕。

6. 可以直接調(diào)用Thread類的run()方法么？

當(dāng)然可以甥捺，但是如果我們調(diào)用了Thread的run()方法抢蚀，它的行為就會(huì)和普通的方法一樣，為了在新的線程中執(zhí)行我們的代碼镰禾，必須使用Thread.start()方法皿曲。

7. 如何讓正在運(yùn)行的線程暫停一段時(shí)間？

我們可以使用Thread類的Sleep()方法讓線程暫停一段時(shí)間吴侦。需要注意的是屋休，這并不會(huì)讓線程終止，一旦從休眠中喚醒線程备韧，線程的狀態(tài)將會(huì)被改變?yōu)?i>Runnable劫樟，并且根據(jù)線程調(diào)度，它將得到執(zhí)行织堂。

8. 你對(duì)線程優(yōu)先級(jí)的理解是什么叠艳？

每一個(gè)線程都是有優(yōu)先級(jí)的，一般來說易阳，高優(yōu)先級(jí)的線程在運(yùn)行時(shí)會(huì)具有優(yōu)先權(quán)附较，但這依賴于線程調(diào)度的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)實(shí)現(xiàn)是和操作系統(tǒng)相關(guān)的(OS dependent)潦俺。我們可以定義線程的優(yōu)先級(jí)拒课，但是這并不能保證高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)在低優(yōu)先級(jí)的線程前執(zhí)行贸典。線程優(yōu)先級(jí)是一個(gè)int變量(從1-10)继效，1代表最低優(yōu)先級(jí)寨昙，10代表最高優(yōu)先級(jí)掠归。

9. 什么是線程調(diào)度器(Thread Scheduler)和時(shí)間分片(Time Slicing)？

線程調(diào)度器是一個(gè)操作系統(tǒng)服務(wù)卢鹦，它負(fù)責(zé)為Runnable狀態(tài)的線程分配CPU時(shí)間檐涝。一旦我們創(chuàng)建一個(gè)線程并啟動(dòng)它，它的執(zhí)行便依賴于線程調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)法挨。時(shí)間分片是指將可用的CPU時(shí)間分配給可用的Runnable線程的過程谁榜。分配CPU時(shí)間可以基于線程優(yōu)先級(jí)或者線程等待的時(shí)間。線程調(diào)度并不受到Java虛擬機(jī)控制凡纳，所以由應(yīng)用程序來控制它是更好的選擇（也就是說不要讓你的程序依賴于線程的優(yōu)先級(jí)）窃植。

10. 在多線程中，什么是上下文切換(context-switching)荐糜？

上下文切換是存儲(chǔ)和恢復(fù)CPU狀態(tài)的過程巷怜，它使得線程執(zhí)行能夠從中斷點(diǎn)恢復(fù)執(zhí)行。上下文切換是多任務(wù)操作系統(tǒng)和多線程環(huán)境的基本特征暴氏。

11. 你如何確保main()方法所在的線程是Java程序最后結(jié)束的線程延塑？

我們可以使用Thread類的joint()方法來確保所有程序創(chuàng)建的線程在main()方法退出前結(jié)束。這里有一篇文章關(guān)于Thread類的joint()方法答渔。

12.線程之間是如何通信的关带？

當(dāng)線程間是可以共享資源時(shí)，線程間通信是協(xié)調(diào)它們的重要的手段沼撕。Object類中wait()\notify()\notifyAll()方法可以用于線程間通信關(guān)于資源的鎖的狀態(tài)宋雏。點(diǎn)擊這里有更多關(guān)于線程wait, notify和notifyAll.

13.為什么線程通信的方法wait(), notify()和notifyAll()被定義在Object類里？

Java的每個(gè)對(duì)象中都有一個(gè)鎖(monitor务豺，也可以成為監(jiān)視器) 并且wait()磨总，notify()等方法用于等待對(duì)象的鎖或者通知其他線程對(duì)象的監(jiān)視器可用。在Java的線程中并沒有可供任何對(duì)象使用的鎖和同步器笼沥。這就是為什么這些方法是Object類的一部分蚪燕，這樣Java的每一個(gè)類都有用于線程間通信的基本方法

14. 為什么wait(), notify()和notifyAll()必須在同步方法或者同步塊中被調(diào)用？

當(dāng)一個(gè)線程需要調(diào)用對(duì)象的wait()方法的時(shí)候奔浅，這個(gè)線程必須擁有該對(duì)象的鎖馆纳，接著它就會(huì)釋放這個(gè)對(duì)象鎖并進(jìn)入等待狀態(tài)直到其他線程調(diào)用這個(gè)對(duì)象上的notify()方法。同樣的乘凸，當(dāng)一個(gè)線程需要調(diào)用對(duì)象的notify()方法時(shí)厕诡，它會(huì)釋放這個(gè)對(duì)象的鎖累榜，以便其他在等待的線程就可以得到這個(gè)對(duì)象鎖营勤。由于所有的這些方法都需要線程持有對(duì)象的鎖灵嫌，這樣就只能通過同步來實(shí)現(xiàn)，所以他們只能在同步方法或者同步塊中被調(diào)用葛作。

15. 為什么Thread類的sleep()和yield()方法是靜態(tài)的寿羞？

Thread類的sleep()和yield()方法將在當(dāng)前正在執(zhí)行的線程上運(yùn)行。所以在其他處于等待狀態(tài)的線程上調(diào)用這些方法是沒有意義的赂蠢。這就是為什么這些方法是靜態(tài)的绪穆。它們可以在當(dāng)前正在執(zhí)行的線程中工作，并避免程序員錯(cuò)誤的認(rèn)為可以在其他非運(yùn)行線程調(diào)用這些方法虱岂。

16.如何確保線程安全玖院？

在Java中可以有很多方法來保證線程安全——同步，使用原子類(atomic concurrent classes)第岖，實(shí)現(xiàn)并發(fā)鎖难菌，使用volatile關(guān)鍵字，使用不變類和線程安全類蔑滓。在線程安全教程中郊酒，你可以學(xué)到更多。

17. volatile關(guān)鍵字在Java中有什么作用键袱？

當(dāng)我們使用volatile關(guān)鍵字去修飾變量的時(shí)候燎窘，所以線程都會(huì)直接讀取該變量并且不緩存它。這就確保了線程讀取到的變量是同內(nèi)存中是一致的蹄咖。

18. 同步方法和同步塊褐健，哪個(gè)是更好的選擇？

同步塊是更好的選擇澜汤，因?yàn)樗粫?huì)鎖住整個(gè)對(duì)象（當(dāng)然你也可以讓它鎖住整個(gè)對(duì)象）铝量。同步方法會(huì)鎖住整個(gè)對(duì)象，哪怕這個(gè)類中有多個(gè)不相關(guān)聯(lián)的同步塊银亲，這通常會(huì)導(dǎo)致他們停止執(zhí)行并需要等待獲得這個(gè)對(duì)象上的鎖慢叨。

19.如何創(chuàng)建守護(hù)線程？

使用Thread類的setDaemon(true)方法可以將線程設(shè)置為守護(hù)線程务蝠，需要注意的是拍谐，需要在調(diào)用start()方法前調(diào)用這個(gè)方法，否則會(huì)拋出IllegalThreadStateException異常馏段。

20. 什么是ThreadLocal?

ThreadLocal用于創(chuàng)建線程的本地變量轩拨，我們知道一個(gè)對(duì)象的所有線程會(huì)共享它的全局變量，所以這些變量不是線程安全的院喜，我們可以使用同步技術(shù)亡蓉。但是當(dāng)我們不想使用同步的時(shí)候，我們可以選擇ThreadLocal變量喷舀。

每個(gè)線程都會(huì)擁有他們自己的Thread變量砍濒，它們可以使用get()\set()方法去獲取他們的默認(rèn)值或者在線程內(nèi)部改變他們的值淋肾。ThreadLocal實(shí)例通常是希望它們同線程狀態(tài)關(guān)聯(lián)起來是private static屬性。在ThreadLocal例子這篇文章中你可以看到一個(gè)關(guān)于ThreadLocal的小程序爸邢。

21. 什么是Java線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)(Thread Dump)樊卓，如何得到它？

線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)是一個(gè)JVM活動(dòng)線程的列表杠河，它對(duì)于分析系統(tǒng)瓶頸和死鎖非常有用碌尔。有很多方法可以獲取線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)——使用Profiler，Kill -3命令券敌，jstack工具等等唾戚。我更喜歡jstack工具，因?yàn)樗菀资褂貌⑶沂荍DK自帶的待诅。由于它是一個(gè)基于終端的工具颈走，所以我們可以編寫一些腳本去定時(shí)的產(chǎn)生線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)以待分析。讀這篇文檔可以了解更多關(guān)于產(chǎn)生線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)的知識(shí)咱士。

22. 什么是死鎖(Deadlock)立由？如何分析和避免死鎖？

死鎖是指兩個(gè)以上的線程永遠(yuǎn)阻塞的情況序厉，這種情況產(chǎn)生至少需要兩個(gè)以上的線程和兩個(gè)以上的資源锐膜。

分析死鎖，我們需要查看Java應(yīng)用程序的線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)弛房。我們需要找出那些狀態(tài)為BLOCKED的線程和他們等待的資源道盏。每個(gè)資源都有一個(gè)唯一的id，用這個(gè)id我們可以找出哪些線程已經(jīng)擁有了它的對(duì)象鎖文捶。

避免嵌套鎖荷逞，只在需要的地方使用鎖和避免無限期等待是避免死鎖的通常辦法，閱讀這篇文章去學(xué)習(xí)如何分析死鎖粹排。

23. 什么是Java Timer類种远？如何創(chuàng)建一個(gè)有特定時(shí)間間隔的任務(wù)？

java.util.Timer是一個(gè)工具類顽耳，可以用于安排一個(gè)線程在未來的某個(gè)特定時(shí)間執(zhí)行坠敷。Timer類可以用安排一次性任務(wù)或者周期任務(wù)。

java.util.TimerTask是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的抽象類射富，我們需要去繼承這個(gè)類來創(chuàng)建我們自己的定時(shí)任務(wù)并使用Timer去安排它的執(zhí)行膝迎。

這里有關(guān)于java Timer的例子。

24. 什么是線程池胰耗？如何創(chuàng)建一個(gè)Java線程池限次？

一個(gè)線程池管理了一組工作線程，同時(shí)它還包括了一個(gè)用于放置等待執(zhí)行的任務(wù)的隊(duì)列柴灯。

java.util.concurrent.Executors提供了一個(gè)?java.util.concurrent.Executor接口的實(shí)現(xiàn)用于創(chuàng)建線程池卖漫。線程池例子展現(xiàn)了如何創(chuàng)建和使用線程池费尽，或者閱讀ScheduledThreadPoolExecutor例子，了解如何創(chuàng)建一個(gè)周期任務(wù)懊亡。

Java并發(fā)面試問題

1. 什么是原子操作依啰？在Java Concurrency API中有哪些原子類(atomic classes)乎串？

原子操作是指一個(gè)不受其他操作影響的操作任務(wù)單元店枣。原子操作是在多線程環(huán)境下避免數(shù)據(jù)不一致必須的手段。

int++并不是一個(gè)原子操作叹誉，所以當(dāng)一個(gè)線程讀取它的值并加1時(shí)鸯两，另外一個(gè)線程有可能會(huì)讀到之前的值，這就會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤长豁。

為了解決這個(gè)問題钧唐，必須保證增加操作是原子的，在JDK1.5之前我們可以使用同步技術(shù)來做到這一點(diǎn)匠襟。到JDK1.5钝侠，java.util.concurrent.atomic包提供了int和long類型的裝類，它們可以自動(dòng)的保證對(duì)于他們的操作是原子的并且不需要使用同步酸舍∷停可以閱讀這篇文章來了解Java的atomic類。

2. Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么啃勉？對(duì)比同步它有什么優(yōu)勢(shì)忽舟？

Lock接口比同步方法和同步塊提供了更具擴(kuò)展性的鎖操作。他們?cè)试S更靈活的結(jié)構(gòu)淮阐，可以具有完全不同的性質(zhì)叮阅，并且可以支持多個(gè)相關(guān)類的條件對(duì)象。

它的優(yōu)勢(shì)有：

可以使鎖更公平

可以使線程在等待鎖的時(shí)候響應(yīng)中斷

可以讓線程嘗試獲取鎖泣特，并在無法獲取鎖的時(shí)候立即返回或者等待一段時(shí)間

可以在不同的范圍浩姥，以不同的順序獲取和釋放鎖

閱讀更多關(guān)于鎖的例子

3. 什么是Executors框架？

Executor框架同java.util.concurrent.Executor 接口在Java 5中被引入状您。Executor框架是一個(gè)根據(jù)一組執(zhí)行策略調(diào)用及刻，調(diào)度，執(zhí)行和控制的異步任務(wù)的框架竞阐。

無限制的創(chuàng)建線程會(huì)引起應(yīng)用程序內(nèi)存溢出缴饭。所以創(chuàng)建一個(gè)線程池是個(gè)更好的的解決方案，因?yàn)榭梢韵拗凭€程的數(shù)量并且可以回收再利用這些線程骆莹。利用Executors框架可以非常方便的創(chuàng)建一個(gè)線程池颗搂，閱讀這篇文章可以了解如何使用Executor框架創(chuàng)建一個(gè)線程池。

4. 什么是阻塞隊(duì)列幕垦？如何使用阻塞隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型丢氢？

java.util.concurrent.BlockingQueue的特性是：當(dāng)隊(duì)列是空的時(shí)傅联，從隊(duì)列中獲取或刪除元素的操作將會(huì)被阻塞，或者當(dāng)隊(duì)列是滿時(shí)疚察，往隊(duì)列里添加元素的操作會(huì)被阻塞蒸走。

阻塞隊(duì)列不接受空值，當(dāng)你嘗試向隊(duì)列中添加空值的時(shí)候貌嫡，它會(huì)拋出NullPointerException比驻。

阻塞隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)都是線程安全的，所有的查詢方法都是原子的并且使用了內(nèi)部鎖或者其他形式的并發(fā)控制岛抄。

BlockingQueue?接口是java collections框架的一部分别惦，它主要用于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題。

閱讀這篇文章了解如何使用阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題夫椭。

5. 什么是Callable和Future?

Java 5在concurrency包中引入了java.util.concurrent.Callable 接口掸掸，它和Runnable接口很相似，但它可以返回一個(gè)對(duì)象或者拋出一個(gè)異常蹭秋。

Callable接口使用泛型去定義它的返回類型扰付。Executors類提供了一些有用的方法去在線程池中執(zhí)行Callable內(nèi)的任務(wù)。由于Callable任務(wù)是并行的仁讨，我們必須等待它返回的結(jié)果羽莺。java.util.concurrent.Future對(duì)象為我們解決了這個(gè)問題。在線程池提交Callable任務(wù)后返回了一個(gè)Future對(duì)象陪竿，使用它我們可以知道Callable任務(wù)的狀態(tài)和得到Callable返回的執(zhí)行結(jié)果禽翼。Future提供了get()方法讓我們可以等待Callable結(jié)束并獲取它的執(zhí)行結(jié)果。

閱讀這篇文章了解更多關(guān)于Callable族跛，F(xiàn)uture的例子闰挡。

6. 什么是FutureTask?

FutureTask是Future的一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，我們可以將它同Executors使用處理異步任務(wù)礁哄。通常我們不需要使用FutureTask類长酗，單當(dāng)我們打算重寫Future接口的一些方法并保持原來基礎(chǔ)的實(shí)現(xiàn)是，它就變得非常有用桐绒。我們可以僅僅繼承于它并重寫我們需要的方法夺脾。閱讀Java FutureTask例子，學(xué)習(xí)如何使用它茉继。

7.什么是并發(fā)容器的實(shí)現(xiàn)咧叭？

Java集合類都是快速失敗的，這就意味著當(dāng)集合被改變且一個(gè)線程在使用迭代器遍歷集合的時(shí)候烁竭，迭代器的next()方法將拋出ConcurrentModificationException異常菲茬。

并發(fā)容器支持并發(fā)的遍歷和并發(fā)的更新。

主要的類有ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 和CopyOnWriteArraySet，閱讀這篇文章了解如何避免ConcurrentModificationException婉弹。

8. Executors類是什么睬魂？

Executors為Executor，ExecutorService镀赌，ScheduledExecutorService氯哮，ThreadFactory和Callable類提供了一些工具方法。

Executors可以用于方便的創(chuàng)建線程池商佛。