最近好多粉絲私信我說在最近的面試中老是被問到多線程和高并發(fā)的問題，又對這一塊不是很了解膊爪，很簡單就被面試官給問倒了自阱，被問倒的后果當(dāng)然就是被刷下去了嚎莉，因?yàn)榉劢z要求米酬，我最近也是花了兩天時間 給大家整理了這一份Java多線程和并發(fā)的面試題，大家看完之后去手撕面試官趋箩！
1. 進(jìn)程和線程之間有什么不同赃额？
一個進(jìn)程是一個獨(dú)立(self contained)的運(yùn)行環(huán)境，它可以被看作一個程序或者一個應(yīng)用叫确。而線程是在進(jìn)程中執(zhí)行的一個任務(wù)跳芳。Java運(yùn)行環(huán)境是一個包含了不同的類和程序的單一進(jìn)程。線程可以被稱為輕量級進(jìn)程竹勉。線程需要較少的資源來創(chuàng)建和駐留在進(jìn)程中飞盆，并且可以共享進(jìn)程中的資源。
2. 多線程編程的好處是什么次乓？
在多線程程序中吓歇，多個線程被并發(fā)的執(zhí)行以提高程序的效率，CPU不會因?yàn)槟硞€線程需要等待資源而進(jìn)入空閑狀態(tài)票腰。多個線程共享堆內(nèi)存(heap memory)城看，因此創(chuàng)建多個線程去執(zhí)行一些任務(wù)會比創(chuàng)建多個進(jìn)程更好。舉個例子杏慰，Servlets比CGI更好测柠，是因?yàn)镾ervlets支持多線程而CGI不支持。
3. 用戶線程和守護(hù)線程有什么區(qū)別缘滥？
當(dāng)我們在Java程序中創(chuàng)建一個線程轰胁，它就被稱為用戶線程。一個守護(hù)線程是在后臺執(zhí)行并且不會阻止JVM終止的線程朝扼。當(dāng)沒有用戶線程在運(yùn)行的時候赃阀，JVM關(guān)閉程序并且退出。一個守護(hù)線程創(chuàng)建的子線程依然是守護(hù)線程吟税。
4. 我們?nèi)绾蝿?chuàng)建一個線程凹耙？
有兩種創(chuàng)建線程的方法：一是實(shí)現(xiàn)Runnable接口姿现，然后將它傳遞給Thread的構(gòu)造函數(shù)，創(chuàng)建一個Thread對象肖抱；二是直接繼承Thread類备典。
5. 有哪些不同的線程生命周期？
當(dāng)我們在Java程序中新建一個線程時意述，它的狀態(tài)是New提佣。當(dāng)我們調(diào)用線程的start()方法時，狀態(tài)被改變?yōu)镽unnable荤崇。線程調(diào)度器會為Runnable線程池中的線程分配CPU時間并且講它們的狀態(tài)改變?yōu)镽unning拌屏。其他的線程狀態(tài)還有Waiting，Blocked 和Dead术荤。
6. 可以直接調(diào)用Thread類的run()方法么倚喂？
當(dāng)然可以，但是如果我們調(diào)用了Thread的run()方法瓣戚，它的行為就會和普通的方法一樣端圈，為了在新的線程中執(zhí)行我們的代碼，必須使用Thread.start()方法子库。
7. 如何讓正在運(yùn)行的線程暫停一段時間舱权？
我們可以使用Thread類的Sleep()方法讓線程暫停一段時間。需要注意的是仑嗅，這并不會讓線程終止宴倍，一旦從休眠中喚醒線程，線程的狀態(tài)將會被改變?yōu)镽unnable仓技，并且根據(jù)線程調(diào)度鸵贬，它將得到執(zhí)行。
8. 你對線程優(yōu)先級的理解是什么浑彰？
每一個線程都是有優(yōu)先級的恭理，一般來說，高優(yōu)先級的線程在運(yùn)行時會具有優(yōu)先權(quán)郭变，但這依賴于線程調(diào)度的實(shí)現(xiàn)颜价，這個實(shí)現(xiàn)是和操作系統(tǒng)相關(guān)的(OS dependent)。我們可以定義線程的優(yōu)先級诉濒，但是這并不能保證高優(yōu)先級的線程會在低優(yōu)先級的線程前執(zhí)行周伦。線程優(yōu)先級是一個int變量(從1-10)，1代表最低優(yōu)先級未荒，10代表最高優(yōu)先級专挪。
9. 什么是線程調(diào)度器(Thread Scheduler)和時間分片(Time Slicing)？
線程調(diào)度器是一個操作系統(tǒng)服務(wù)，它負(fù)責(zé)為Runnable狀態(tài)的線程分配CPU時間寨腔。一旦我們創(chuàng)建一個線程并啟動它速侈，它的執(zhí)行便依賴于線程調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)。時間分片是指將可用的CPU時間分配給可用的Runnable線程的過程迫卢。分配CPU時間可以基于線程優(yōu)先級或者線程等待的時間倚搬。線程調(diào)度并不受到Java虛擬機(jī)控制，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）乾蛤。
- 在多線程中每界，什么是上下文切換(context-switching)？
上下文切換是存儲和恢復(fù)CPU狀態(tài)的過程家卖，它使得線程執(zhí)行能夠從中斷點(diǎn)恢復(fù)執(zhí)行眨层。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。
11. 你如何確保main()方法所在的線程是Java程序最后結(jié)束的線程上荡？
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)束趴樱。
12.線程之間是如何通信的？
當(dāng)線程間是可以共享資源時榛臼，線程間通信是協(xié)調(diào)它們的重要的手段伊佃。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)。
13.為什么線程通信的方法wait(), notify()和notifyAll()被定義在Object類里沛善？
Java的每個對象中都有一個鎖(monitor，也可以成為監(jiān)視器) 并且wait()塞祈，notify()等方法用于等待對象的鎖或者通知其他線程對象的監(jiān)視器可用金刁。在Java的線程中并沒有可供任何對象使用的鎖和同步器。這就是為什么這些方法是Object類的一部分议薪，這樣Java的每一個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)用尤蛮？
當(dāng)一個線程需要調(diào)用對象的wait()方法的時候，這個線程必須擁有該對象的鎖斯议，接著它就會釋放這個對象鎖并進(jìn)入等待狀態(tài)直到其他線程調(diào)用這個對象上的notify()方法产捞。同樣的，當(dāng)一個線程需要調(diào)用對象的notify()方法時哼御，它會釋放這個對象的鎖坯临，以便其他在等待的線程就可以得到這個對象鎖。由于所有的這些方法都需要線程持有對象的鎖恋昼，這樣就只能通過同步來實(shí)現(xiàn)看靠，所以他們只能在同步方法或者同步塊中被調(diào)用。
15. 為什么Thread類的sleep()和yield()方法是靜態(tài)的液肌？
Thread類的sleep()和yield()方法將在當(dāng)前正在執(zhí)行的線程上運(yùn)行挟炬。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。這就是為什么這些方法是靜態(tài)的。它們可以在當(dāng)前正在執(zhí)行的線程中工作谤祖，并避免程序員錯誤的認(rèn)為可以在其他非運(yùn)行線程調(diào)用這些方法婿滓。
16.如何確保線程安全？
在Java中可以有很多方法來保證線程安全——同步粥喜，使用原子類(atomic concurrent classes)空幻，實(shí)現(xiàn)并發(fā)鎖，使用volatile關(guān)鍵字容客，使用不變類和線程安全類秕铛。
- volatile關(guān)鍵字在Java中有什么作用？
當(dāng)我們使用volatile關(guān)鍵字去修飾變量的時候缩挑，所以線程都會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)存中是一致的谨湘。
18. 同步方法和同步塊续担，哪個是更好的選擇乖仇？
同步塊是更好的選擇，因?yàn)樗粫i住整個對象（當(dāng)然你也可以讓它鎖住整個對象）。同步方法會鎖住整個對象蜀铲，哪怕這個類中有多個不相關(guān)聯(lián)的同步塊，這通常會導(dǎo)致他們停止執(zhí)行并需要等待獲得這個對象上的鎖钳恕。
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，需要注意的是，需要在調(diào)用start()方法前調(diào)用這個方法，否則會拋出IllegalThreadStateException異常。
- 什么是ThreadLocal?
ThreadLocal用于創(chuàng)建線程的本地變量舍咖，我們知道一個對象的所有線程會共享它的全局變量刨仑，所以這些變量不是線程安全的，我們可以使用同步技術(shù)。但是當(dāng)我們不想使用同步的時候祈搜，我們可以選擇ThreadLocal變量婚度。
每個線程都會擁有他們自己的Thread變量醋虏，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)部改變他們的值寻咒。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。
21. 什么是Thread Group颈嚼？為什么建議使用它毛秘？
ThreadGroup是一個類，它的目的是提供關(guān)于線程組的信息阻课。
ThreadGroup API比較薄弱叫挟，它并沒有比Thread提供了更多的功能。它有兩個主要的功能：一是獲取線程組中處于活躍狀態(tài)線程的列表限煞；二是設(shè)置為線程設(shè)置未捕獲異常處理器(ncaught exception handler)抹恳。但在Java 1.5中Thread類也添加了setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh) 方法，所以ThreadGroup是已經(jīng)過時的晰骑，不建議繼續(xù)使用适秩。
t1.setUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler(){
@Override
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
System.out.println(“exception occured:”+e.getMessage());
}
});
22. 什么是Java線程轉(zhuǎn)儲(Thread Dump)，如何得到它硕舆？
線程轉(zhuǎn)儲是一個JVM活動線程的列表秽荞，它對于分析系統(tǒng)瓶頸和死鎖非常有用。有很多方法可以獲取線程轉(zhuǎn)儲——使用Profiler抚官，Kill -3命令扬跋，jstack工具等等。我更喜歡jstack工具凌节，因?yàn)樗菀资褂貌⑶沂荍DK自帶的钦听。由于它是一個基于終端的工具，所以我們可以編寫一些腳本去定時的產(chǎn)生線程轉(zhuǎn)儲以待分析倍奢。
23. 什么是死鎖(Deadlock)朴上？如何分析和避免死鎖？
死鎖是指兩個以上的線程永遠(yuǎn)阻塞的情況卒煞，這種情況產(chǎn)生至少需要兩個以上的線程和兩個以上的資源痪宰。
分析死鎖，我們需要查看Java應(yīng)用程序的線程轉(zhuǎn)儲畔裕。我們需要找出那些狀態(tài)為BLOCKED的線程和他們等待的資源衣撬。每個資源都有一個唯一的id，用這個id我們可以找出哪些線程已經(jīng)擁有了它的對象鎖扮饶。
避免嵌套鎖具练，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。
24. 什么是Java Timer類甜无？如何創(chuàng)建一個有特定時間間隔的任務(wù)扛点？
java.util.Timer是一個工具類哥遮，可以用于安排一個線程在未來的某個特定時間執(zhí)行。Timer類可以用安排一次性任務(wù)或者周期任務(wù)占键。
java.util.TimerTask是一個實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的抽象類昔善，我們需要去繼承這個類來創(chuàng)建我們自己的定時任務(wù)并使用Timer去安排它的執(zhí)行。
25. 什么是線程池畔乙？如何創(chuàng)建一個Java線程池君仆？
一個線程池管理了一組工作線程，同時它還包括了一個用于放置等待執(zhí)行的任務(wù)的隊(duì)列牲距。
java.util.concurrent.Executors提供了一個 java.util.concurrent.Executor接口的實(shí)現(xiàn)用于創(chuàng)建線程池返咱。
1. 什么是原子操作？在Java Concurrency API中有哪些原子類(atomic classes)牍鞠？
原子操作是指一個不受其他操作影響的操作任務(wù)單元咖摹。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++并不是一個原子操作难述，所以當(dāng)一個線程讀取它的值并加1時萤晴，另外一個線程有可能會讀到之前的值，這就會引發(fā)錯誤胁后。
為了解決這個問題店读，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)攀芯。到JDK1.5屯断，java.util.concurrent.atomic包提供了int和long類型的裝類，它們可以自動的保證對于他們的操作是原子的并且不需要使用同步侣诺。
2. Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么殖演？對比同步它有什么優(yōu)勢？
Lock接口比同步方法和同步塊提供了更具擴(kuò)展性的鎖操作年鸳。他們允許更靈活的結(jié)構(gòu)趴久，可以具有完全不同的性質(zhì)，并且可以支持多個相關(guān)類的條件對象搔确。
它的優(yōu)勢有：
可以使鎖更公平
可以使線程在等待鎖的時候響應(yīng)中斷
可以讓線程嘗試獲取鎖朋鞍，并在無法獲取鎖的時候立即返回或者等待一段時間
可以在不同的范圍，以不同的順序獲取和釋放鎖
3. 什么是Executors框架妥箕？
Executor框架同java.util.concurrent.Executor 接口在Java 5中被引入。Executor框架是一個根據(jù)一組執(zhí)行策略調(diào)用更舞，調(diào)度畦幢，執(zhí)行和控制的異步任務(wù)的框架。
無限制的創(chuàng)建線程會引起應(yīng)用程序內(nèi)存溢出缆蝉。所以創(chuàng)建一個線程池是個更好的的解決方案宇葱，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瘦真。利用Executors框架可以非常方便的創(chuàng)建一個線程池。
4. 什么是阻塞隊(duì)列黍瞧？如何使用阻塞隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型诸尽？
java.util.concurrent.BlockingQueue的特性是：當(dāng)隊(duì)列是空的時，從隊(duì)列中獲取或刪除元素的操作將會被阻塞印颤，或者當(dāng)隊(duì)列是滿時您机，往隊(duì)列里添加元素的操作會被阻塞。
阻塞隊(duì)列不接受空值年局，當(dāng)你嘗試向隊(duì)列中添加空值的時候际看，它會拋出NullPointerException。
阻塞隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)都是線程安全的矢否，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)控制仲闽。
BlockingQueue 接口是java collections框架的一部分，它主要用于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題僵朗。
5. 什么是Callable和Future?
Java 5在concurrency包中引入了java.util.concurrent.Callable 接口赖欣，它和Runnable接口很相似，但它可以返回一個對象或者拋出一個異常验庙。
Callable接口使用泛型去定義它的返回類型顶吮。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，我們必須等待它返回的結(jié)果姥宝。java.util.concurrent.Future對象為我們解決了這個問題抱冷。在線程池提交Callable任務(wù)后返回了一個Future對象，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)果让禀。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。
6. 什么是FutureTask?
FutureTask是Future的一個基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)陨界，我們可以將它同Executors使用處理異步任務(wù)巡揍。通常我們不需要使用FutureTask類，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)是菌瘪，它就變得非常有用腮敌。我們可以僅僅繼承于它并重寫我們需要的方法。
7.什么是并發(fā)容器的實(shí)現(xiàn)俏扩？
Java集合類都是快速失敗的糜工，這就意味著當(dāng)集合被改變且一個線程在使用迭代器遍歷集合的時候，迭代器的next()方法將拋出ConcurrentModificationException異常录淡。
并發(fā)容器支持并發(fā)的遍歷和并發(fā)的更新捌木。
主要的類有ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 和CopyOnWriteArraySet。
8. Executors類是什么嫉戚？
Executors為Executor刨裆，ExecutorService澈圈，ScheduledExecutorService，ThreadFactory和Callable類提供了一些工具方法帆啃。
Executors可以用于方便的創(chuàng)建線程池瞬女。
