面试笔记-7.Java多线程与并发

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-11-07 14:49 291阅读 0赞

一  
**1.进程和线程的区别**

> 1.一个程序由一个或多个进程组成，一个进程由一个或多个线程组成。  
> 2.不同进程之间是独立的地址空间、独立的资源占用如内存、I/O、cpu等。但同一进程的不同线程共享本进程的地址空间和资源。  
> 3.两者均可并发执行。但进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，或者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.java进程和线程的关系**  
图：java进程和线程的关系.png  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

**3.并发和并行的区别**

> 1.并发(Concurrent):指一个处理器交替处理多个任务。  
> 2.并行(Parallel):指多个处理器同时处理多个任务，不交替执行。

二.  
**Thread的start和run方法的区别**  
图：Thread种start和run方法的区别.png  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

> 1.start()是启动一个新线程，run()是这个新线程的执行内容，一但这个新线程获得了CPU的使用权，将会自动执行run方法里面的内容。  
> 2.如果不调用start()而直接调用run,run()方法的内容将会被当前线程执行。

三.  
1.Thread和Runnable的区别  
图：Thread和Runnable的区别.png  
![在这里插入图片描述][20210312214534240.png]

> 1.Thread是一个类，Runnable是一个接口，Thread实现了Runnable接口，并重写了run方法。  
> 2.使用继承Runnable接口的方式创建线程需要依靠Thread的实例启动线程(Thread的构造方法允许传入Runnable实现类的实例)，因为只有Thread中有start方法。  
> 3.继承Thread后不能继承别的类，实现Runnable后还能实现别的接口。

四.  
**1.如何实现处理线程的返回值**  
图：如何实现处理线程的返回值.png  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

> 1.主线程等待发：启动子线程后，编写一个循环，循环中每次暂停n毫秒，一直等到子线程的值返回后，在接着执行主线程的逻辑。

while(null==值){ 
    	Thread.currentThread().sleep(n);
    }

> 2.使用Thread的join()方法阻塞当前线程，等待子线程的执行完。  
> \-------子线程.join();

> 3.通过实现Callable接口达成，需要搭配FutureTask或者 线程池  
> FutureTask  
> \-------1.重写call()方法，相当于run方法，线程执行的内容。  
> \-------2.需要依靠FutureTask类，FutureTask类实现了Runnable接口。将实现了Callable接口的类的实现类传入FutureTask的构造器中  
> \-------3.将FutureTask类的实例传入Thread的构造器。  
> \-------4.futureTask.isDone()：判断执行call()的线程是否执行完成  
> \-------5.futureTask.get()：等待执行call()的线程执行完成在执行futureTask.get()方法，获取call()的返回值。

blic static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InterruptedException, ExecutionException { 
    MyCallable myCallable = new MyCallable();
    FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(myCallable);
    Thread thread = new Thread(futureTask);
    thread.start();
    if(!futureTask.isDone()){ 
        System.out.println("还没执行完成");
    }
    System.out.println(futureTask.get());

线程池，方法功能同上

ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        Future<String> future = threadPool.submit(new MyCallable());
        if(!future.isDone()){ 
            System.out.println("还没执行完成");
        }
        System.out.println(future.get());
    }

五.  
**1.线程的状态**  
图：线程的状态.png  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

1.新建(New):创建后尚未启动的线程。

2.运行(Runnable):包含就绪(Ready)和运行(Running).

> 1.就绪(Runnable)：调用了线程的start方法后，该线程位于线程池中，等待线程调度分配cpu的使用。  
> 进入就绪状态的情况：  
> \-------0.Thread.start()的线程  
> \-------1.Thread.sleep(时间)时间结束的线程  
> \-------2.Object.wait(时间)时间结束的线程  
> \-------3.被分配到cpu正在执行的线程调用yield()方法并被线程调度器执行后  
> \-------4.调用其他线程join(时间)的线程等待其他线程join(时间)结束的线程  
> \-------5.Object.notify(),Object.notifyAll(),LockSupport.unPark(Thread)方法被唤醒的线程  
> \-------6.锁池里拿到对象锁后的线程。  
> 2.运行(Running)：处于就绪状态的线程被分配到了cpu。

3.阻塞(Blocked)：等待获取排他锁的线程会进入阻塞状态（存放在对象锁的锁池中）。

4.等待(Waitting)：处于此状态的线程如果没有被其他线程唤醒，会一直处于等待状态

> 1.进入等待状态的情况：  
> \-------1.执行Object.wait(),LockSupport.park()方法的线程  
> \-------2.调用其他线程Object.join()方法的线程(在其他线程任务完成后此线程会进入就绪状态)

5.超时等待(Timed\_Waiting)：处于超时等待的线程在给定时间到达后自动回到就绪状态。

> 1.进入超时等待状态的情况：  
> \-------1.执行了Thread.sleep(long),Object.wait(long),LockSupport.parkNanos(),LockSupport.parkUntil()方法的线程  
> \-------2.调用其他线程的Thread.join(long)的线程。

6.终止(Terminated):执行完毕的线程进入此状态。

七  
**每个对象都包含一个锁池和等待池。**

> 1.锁池(Entry Set)  
> 图：锁池.png  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
> 多个线程同时申请某个对象的内部锁(Monitor)时，只有一个线程能申请到，未申请到的线程会进入阻塞状态(blocked),会被存入此对象的锁池中。当持有锁的线程释放锁时，锁池中任意一个线程会被唤醒进入运行状态(Runnable),此线程会与其他运行状态的线程(非锁池的线程)继续争取这个对象的内部锁，如果此线程成功争取到锁，会被移出锁池，失败的线程继续存入锁池。

> 2.等待池(Wait Set)  
> 图：等待池.png  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
> 当某个线程获取了某个对象的内部锁，此线程执行此对象的wait()方法后，此线程会释放获得的对象的内部锁，然后进入此对象的等待池中。直到执行此对象的notify()/notifyAll()时，那么此对象的等待池的任意一个线程/所有线程将会进入运行状态(Runnable),继续竞争对象锁，如果等待池中被唤醒的某个线程成功争取到了锁，将会移出等待池。此存疑问：从等待池进入运行状态的线程竞争失败后，会继续回到等待池。

> 注：如果某个对象并未被某个线程获取内部锁而调用wait方法，会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

八  
**1.sleep和wait的区别**

> 图：sleep和wait的区别.png  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
> 1.sleep是Thread类的静态方法，wait是Object类的实例方法。  
> 2.sleep和wait执行后，都会进入等待状态(等待或超时等待)，但是sleep不会释放对象锁。而wait会释放对象锁。  
> 3.wait不会发生死锁，sleep会 当获取了一个对象的内部锁锁的线程进入sleep，其他线程必须等待此线程sleep过后释放锁才能继续获取锁。

**2.notify和notifyAll的区别**

> 图：notify和notifyAll的区别.png  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
> 都是Object的实例方法。

八.  
**1.Thread的yield方法**

> 图：Thread的yield方法.png  
> ![在这里插入图片描述][20210312215700974.png]

九.  
**1.中断线程方法**

> 1.都属于Thread的实例方法。  
> 图：被抛弃的方法.png  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
> stop,suspend,resume.  
> 1.suspend():暂停任务，不会释放锁，会发生死锁。  
> 2.resume():恢复任务，恢复suspend()的线程。  
> 3.stop():停止任务，该方法在终结一个线程时不会保证线程的资源正常释放，通常是没有给予线程完成资源释放工作的机会，因此会导致程序在可能在工作状态不确定的情况下工作。

> 图：使用的方法.png  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
> 1.interrupt：在一个线程中调用另一个线程的interrupt()方法，即会向那个线程发出信号——线程中断状态已被设置。但不会立即终端此线程的执行。对synchronized无效  
> 2.用来判断当前线程的中断状态是否被设置(true or false)。  
> 3.是Thread的static方法，用来恢复中断状态

**2.LockSupport**

> 1.LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。  
> 2.LockSupport操作的线程都会与一个许可(permit)关联。  
> 3.调用一次unpark，permit就加1，调用一次park，permit会减1.当permit为0时，线程会进入阻塞状态，这时调用unpark会把permit置为1，同时park立即返回。无论调用多少次unpark，permit的值最高为1.  
> 4.park()和unpark()不会有 Thread.suspend 和 Thread.resume 所可能引发的死锁问题，由于许可的存在，调用 park 的线程和另一个试图将其 unpark 的线程之间的竞争将保持活性。
> 
> 5.其他带时间的方法  
> \-------1.parkNanos(long nanos) :park上增加超时返回。  
> \-------2.parkUntil(long deadline): 阻塞当前线程，知道 deadline的时间。  
> \-------3.unpark(Thread thread): 唤醒处于阻塞状态的线程。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/3b298027e0f549f7b19bb93741c729e3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221023/5efa2f850cd54ad0bedafd4d159485e0.png
[20210312214534240.png]: /images/20221023/13738893a54244ae9ceb995143fc2a45.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221023/cc3dc6886ade4174a4d72ffb4ac60c9f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221023/9ff25443691c45759de2f7335e4d57d2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221023/b3318eb0bcaa432b8ac619251aca501f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221023/b24d48d598d5470981ca35bf5d1fc645.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20221023/0798807908364a21b91e09dabaa79789.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20221023/c53b0c1965b34e4c8810fb8f4daf3bb8.png
[20210312215700974.png]: /images/20221023/cb4a4cac78b74346a34ca530b169439e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20221023/b32326d52b294482b6919b0304e23165.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RpZ2xsZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20221023/d743f5b66c0841f89b786680176be86c.png