线程精选53题

浅浅的花香味﹌ 2023-06-11 14:22 2阅读 0赞

1.什么是线程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。程序员可以通过它进行多处理器编程，可以使用多线程对运算密集型任务提速。比如，如果一个线程完成一个任务要100 毫秒，那么用十个线程完成改任务只需 10 毫秒。Java在语言层面对多线程提供了很好的支持。

2.线程和进程有什么区别

从概念上：

进程 ：一个程序对一个数据集的动态执行过程，是分配资源的基本单位。

线程 ：存在于进程内，是进程内的基本调度单位。共享进程的资源。

从执行过程中来看 ： 进程：拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而提高了应用程序的运行效率。 线程：每一个独立的线程，都有一个程序运行的入口、顺序执行序列、和程序的出口。但是线程不能够独立的执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

从逻辑角度来看 ：（重要区别） 多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但是，操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理及资源分配。

简言之，一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。进程是资源分配的基本单位，线程共享进程的资源。

3.如何在 Java 中实现线程

继承Thread类或实现Runnable接口。

4.用 Runnable 还是 Thread

Java 不支持类的多重继承，但允许你调用多个接口。所以如果你要继承其他类，当然是实现Runnable接口好了。

5.Thread 类中的 start () 和 run () 方法有什么区别

start ()方法被用来启动新创建的线程，而且 start ()内部调用了 run ()方法，这和直接调用 run ()方法的效果不一样。当你调用 run ()方法的时候，只会是在原来的线程中调用，没有新的线程启动，start ()方法才会启动新线程。也就是用start方法来启动线程,才是真正实现了多线程。而run方法只是一个普通方法。

6.Java 中 Runnable 和 Callable 有什么不同

Runnable和 Callable 都代表那些要在不同的线程中执行的任务。Runnable 从 JDK1.0 开始就有了，Callable 是在 JDK1.5 增加的。它们的主要区别是 Callable 的 call () 方法可以返回值和抛出异常，而 Runnable 的 run ()方法没有这些功能。

7.Java 中 CyclicBarrier 和 CountDownLatch 有什么不同

它们都是JUC下的类，CyclicBarrier 和 CountDownLatch 都可以用来让一组线程等待其它线程。区别在于CountdownLatch计数无法被重置。如果需要重置计数，请考虑使用 CyclicBarrier。

8.Java 内存模型是什么

Java 内存模型规定和指引Java 程序在不同的内存架构、CPU 和操作系统间有确定性地行为。它在多线程的情况下尤其重要。Java内存模型对一个线程所做的变动能被其它线程可见提供了保证，它们之间是先行发生关系。这个关系定义了一些规则让程序员在并发编程时思路更清晰。

线程内的代码能够按先后顺序执行，这被称为程序次序规则。

对于同一个锁，一个解锁操作一定要发生在时间上后发生的另一个锁定操作之前，也叫做管程锁定规则。

前一个对volatile的写操作在后一个volatile的读操作之前，也叫volatile变量规则。

一个线程内的任何操作必需在这个线程的 start ()调用之后，也叫作线程启动规则。

一个线程的所有操作都会在线程终止之前，线程终止规则。

一个对象的终结操作必需在这个对象构造完成之后，也叫对象终结规则。

9.Java 中的 volatile 变量是什么

Java 语言提供了一种稍弱的同步机制,即volatile变量。但是volatile并不容器完全被正确、完整的理解。 一般来说，volatile具备2条语义，或者说2个特性。第一是保证volatile修饰的变量对所有线程的可见性，这里的可见性是指当一条线程修改了该变量，新值对于其它线程来说是立即可以得知的。而普通变量做不到这一点。

第二条语义是禁止指令重排序优化，这条语义在JDK1.5才被修复。

关于第一点 ：根据JMM，所有的变量存储在主内存，而每个线程还有自己的工作内存，线程的工作内存保存该线程使用到的变量的主内存副本拷贝，线程对变量的操作在工作内存中进行，不能直接读写主内存的变量。在volatile可见性这一点上，普通变量做不到的原因正因如此。比如，线程A修改了一个普通变量的值，然后向主内存进行回写，线程B在线程A回写完成后再从主内存读取，新变量才能对线程B可见。其实，按照虚拟机规范，volatile变量依然有工作内存的拷贝，要借助主内存来实现可见性。但由于volatile的特殊规则保证了新值能立即同步回主内存，以及每次使用从主内存刷新，以此保证了多线程操作volatile变量的可见性。

关于第二点 ：先说指令重排序，指令重排序是指CPU采用了允许将多条指令不按规定顺序分开发送给相应的处理单元处理，但并不是说任意重排，CPU需要正确处理指令依赖情况确保最终的正确结果，指令重排序是机器级的优化操作。那么为什么volatile要禁止指令重排序呢，又是如何去做的。举例，DCL（双重检查加锁）的单例模式。volatile修饰后，代码中将会插入许多内存屏障指令保证处理器不发生乱序执行。同时由于Happens-before规则的保证，在刚才的例子中写操作会发生在后续的读操作之前。

除了以上2点，volatile还保证对于64位long和double的读取是原子性的。因为在JMM中允许虚拟机对未被volatile修饰的64位的long和double读写操作分为2次32位的操作来执行，这也就是所谓的long和double的非原子性协定。

基于以上几点，我们知道volatile虽然有这些语义和特性在并发的情况下仍然不能保证线程安全。大部分情况下仍然需要加锁。

除非是以下2种情况：

运算结果不依赖变量的当前值，或者能够确保只有单一线程修改变量的值；

变量不需要与其他的状态变量共同参与不变约束。

10.Java 中，编写多线程程序的时候你会遵循哪些最佳实践？

给线程命名，这样可以帮助调试。

最小化同步的范围，而不是将整个方法同步，只对关键部分做同步。

如果可以，更偏向于使用 volatile 而不是 synchronized。

使用更高层次的并发工具，而不是使用 wait() 和 notify() 来实现线程间通信，如 BlockingQueue，CountDownLatch 及 Semeaphore。

优先使用并发集合，而不是对集合进行同步。并发集合提供更好的可扩展性。

11.什么是线程安全？Vector 是一个线程安全类吗

如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。一个线程安全的计数器类的同一个实例对象在被多个线程使用的情况下也不会出现计算失误。很显然你可以将集合类分成两组，线程安全和非线程安全的。Vector 是用同步方法来实现线程安全的， 而和它相似的 ArrayList 不是线程安全的。

12.Java 中什么是竞态条件？ 举个例子说明。

竞态条件会导致程序在并发情况下出现一些 bugs。多线程对一些资源的竞争的时候就会产生竞态条件，如果首先要执行的程序竞争失败排到后面执行了，那么整个程序就会出现一些不确定的 bugs。这种 bugs 很难发现而且会重复出现，因为线程间的随机竞争。一个例子就是无序处理。

13.Java 中如何停止一个线程

当 run () 或者 call () 方法执行完的时候线程会自动结束，如果要手动结束一个线程，你可以用 volatile 布尔变量来退出 run ()方法的循环或者是取消任务来中断线程。其他情形：异常 - 停止执行 休眠 - 停止执行 阻塞 - 停止执行

14.一个线程运行时发生异常会怎样

简单的说，如果异常没有被捕获该线程将会停止执行。Thread.UncaughtExceptionHandler 是用于处理未捕获异常造成线程突然中断情况的一个内嵌接口。当一个未捕获异常将造成线程中断的时候 JVM 会使用 Thread.getUncaughtExceptionHandler ()来查询线程的 UncaughtExceptionHandler 并将线程和异常作为参数传递给 handler 的 uncaughtException ()方法进行处理。

15.如何在两个线程间共享数据？

通过共享对象来实现这个目的，或者是使用像阻塞队列这样并发的数据结构

16.Java 中 notify 和 notifyAll 有什么区别

notify ()方法不能唤醒某个具体的线程，所以只有一个线程在等待的时候它才有用武之地。而 notifyAll ()唤醒所有线程并允许他们争夺锁确保了至少有一个线程能继续运行。

17.为什么 wait, notify 和 notifyAll 这些方法不在 thread 类里面

一个很明显的原因是 JAVA 提供的锁是对象级的而不是线程级的。如果线程需要等待某些锁那么调用对象中的 wait ()方法就有意义了。如果 wait ()方法定义在 Thread 类中，线程正在等待的是哪个锁就不明显了。简单的说，由于 wait，notify 和 notifyAll 都是锁级别的操作，所以把他们定义在 Object 类中因为锁属于对象。

18.什么是ThreadLocal

ThreadLocal，线程局部变量。

当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,每个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本,是线程隔离的。线程隔离的秘密在于ThreadLocalMap类(ThreadLocal的静态内部类)

线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程自身所有，不在多个线程间共享。Java 提供 ThreadLocal 类来支持线程局部变量，是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使用线程局部变量的时候要特别小心，在这种情况下，工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放，Java 应用就存在内存泄露的风险。

ThreadLocal的方法：void set(T value)、T get()以及T initialValue()。

ThreadLocal是如何为每个线程创建变量的副本的：

首先，在每个线程Thread内部有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的成员变量threadLocals，这个threadLocals就是用来存储实际的变量副本的，键值为当前ThreadLocal变量，value为变量副本（即T类型的变量）。初始时，threadLocals为空，当通过ThreadLocal变量调用get()方法或者set()方法，就会对Thread类中的threadLocals进行初始化，并且以当前ThreadLocal变量为键值，以ThreadLocal要保存的副本变量为value，存到threadLocals。然后在当前线程里面，如果要使用副本变量，就可以通过get方法在threadLocals里面查找。

总结：

实际通过ThreadLocal创建的副本是存储在每个线程自己的threadLocals中的

为何threadLocals的键为ThreadLocal对象，因为每个线程中可有多个threadLocal变量，就像上面代码中的longLocal和stringLocal；

在进行get之前，必须先set，否则会报空指针异常；如果想在get之前不需要调用set就能正常访问的话，必须重写initialValue()方法

19.什么是 FutureTask？

在 Java 并发程序中 FutureTask 表示一个可以取消的异步运算。它有启动和取消运算、查询运算是否完成和取回运算结果等方法。只有当运算完成的时候结果才能取回，如果运算尚未完成 get 方法将会阻塞。一个 FutureTask 对象可以对调用了 Callable 和 Runnable 的对象进行包装，由于 FutureTask 也是调用了 Runnable 接口所以它可以提交给 Executor 来执行。

20.Java 中 interrupted 和 isInterruptedd 方法的区别

interrupted是静态方法，isInterruptedd是一个普通方法

如果当前线程被中断（没有抛出中断异常，否则中断状态就会被清除），你调用interrupted方法，第一次会返回true。然后，当前线程的中断状态被方法内部清除了。第二次调用时就会返回false。如果你刚开始一直调用isInterrupted，则会一直返回true，除非中间线程的中断状态被其他操作清除了。也就是说isInterrupted 只是简单的查询中断状态，不会对状态进行修改。

21.为什么 wait 和 notify 方法要在同步块中调用

如果不这么做，代码会抛出 IllegalMonitorStateException异常。还有一个原因是为了避免 wait 和 notify 之间产生竞态条件。

22.为什么你应该在循环中检查等待条件？

处于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒，如果不在循环中检查等待条件，程序就会在没有满足结束条件的情况下退出。因此，当一个等待线程醒来时，不能认为它原来的等待状态仍然是有效的，在 notify ()方法调用之后和等待线程醒来之前这段时间它可能会改变。这就是在循环中使用 wait ()方法效果更好的原因。

23.Java 中的同步集合与并发集合有什么区别

同步集合与并发集合都为多线程和并发提供了合适的线程安全的集合，不过并发集合的可扩展性更高。在 Java1.5 之前程序员们只有同步集合来用且在多线程并发的时候会导致争用，阻碍了系统的扩展性。Java1.5加入了并发集合像 ConcurrentHashMap，不仅提供线程安全还用锁分离和内部分区等现代技术提高了可扩展性。它们大部分位于JUC包下。

24.Java 中堆和栈有什么不同

每个线程都有自己的栈内存，用于存储本地变量，方法参数和栈调用，一个线程中存储的变量对其它线程是不可见的。而堆是所有线程共享的一片公用内存区域。对象都在堆里创建，为了提升效率线程会从堆中弄一个缓存到自己的栈，如果多个线程使用该变量就可能引发问题，这时 volatile 变量就可以发挥作用了，它要求线程从主存中读取变量的值。

25.什么是线程池？ 为什么要使用它？

创建线程要花费昂贵的资源和时间，如果任务来了才创建线程那么响应时间会变长，而且一个进程能创建的线程数有限。为了避免这些问题，在程序启动的时候就创建若干线程来响应处理，它们被称为线程池，里面的线程叫工作线程。从 JDK1.5 开始，Java API 提供了 Executor 框架让你可以创建不同的线程池。比如单线程池，每次处理一个任务；数目固定的线程池或者是缓存线程池（一个适合很多生存期短的任务的程序的可扩展线程池）。

26.如何写代码来解决生产者消费者问题？

在现实中你解决的许多线程问题都属于生产者消费者模型，就是一个线程生产任务供其它线程进行消费，你必须知道怎么进行线程间通信来解决这个问题。比较低级的办法是用 wait 和 notify 来解决这个问题，比较赞的办法是用 Semaphore 或者 BlockingQueue 来实现生产者消费者模型。

27.如何避免死锁？

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。这是一个严重的问题，因为死锁会让你的程序挂起无法完成任务，死锁的发生必须满足以下四个条件：

互斥条件 ：一个资源每次只能被一个进程使用。

请求与保持条件 ：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

不剥夺条件 ：进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

循环等待条件 ：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

避免死锁最简单的方法就是阻止循环等待条件，将系统中所有的资源设置标志位、排序，规定所有的进程申请资源必须以一定的顺序（升序或降序）做操作来避免死锁。

28.Java 中活锁和死锁有什么区别？

活锁和死锁类似，不同之处在于处于活锁的线程或进程的状态是不断改变的，活锁可以认为是一种特殊的饥饿。一个现实的活锁例子是两个人在狭小的走廊碰到，两个人都试着避让对方好让彼此通过，但是因为避让的方向都一样导致最后谁都不能通过走廊。简单的说就是，活锁和死锁的主要区别是前者进程的状态可以改变但是却不能继续执行。

29.怎么检测一个线程是否拥有锁

在 java.lang.Thread 中有一个方法叫 holdsLock ()，当且仅当当前线程拥有某个具体对象的锁时它返回true。

30.你如何在 Java 中获取线程堆栈

eak 组合键来获取线程堆栈，Linux 下用 kill -3 命令。你也可以用 jstack 这个工具来获取，它对线程 id 进行操作，你可以用 jps 这个工具找到 id。

31.JVM内存配置参数

1.-Xmx:最大堆大小

2.-Xms:初始堆大小(最小内存值)

3.-Xmn:年轻代大小

4.-XXSurvivorRatio:3 意思是Eden:Survivor=3:2

5.-Xss栈容量

6.-XX:+PrintGC 输出GC日志

7.-XX:+PrintGCDetails 输出GC的详细日志

32.Java 中 synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同

Java 在过去很长一段时间只能通过 synchronized 关键字来实现互斥，它有一些缺点。比如你不能扩展锁之外的方法或者块边界，尝试获取锁时不能中途取消等。Java 5 通过 Lock 接口提供了更复杂的控制来解决这些问题。 ReentrantLock 类实现了 Lock，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义且它还具有可扩展性。

33.有三个线程 T1，T2，T3，怎么确保它们按顺序执行

可以用线程类的 join ()方法。具体操作是在T3的run方法中调用t2.join()，让t2执行完再执行t3；T2的run方法中调用t1.join()，让t1执行完再执行t2。这样就按T1，T2，T3的顺序执行了

34.Thread 类中的 yield 方法有什么作用

Yield 方法可以暂停当前正在执行的线程对象，让其它有相同优先级的线程执行。它是一个静态方法而且只保证当前线程放弃 CPU 占用而不能保证使其它线程一定能占用 CPU，执行 yield ()的线程有可能在进入到暂停状态后马上又被执行。

35.Java 中 ConcurrentHashMap 的并发度是什么

ConcurrentHashMap 把实际 map 划分成若干部分来实现它的可扩展性和线程安全。这种划分是使用并发度获得的，它是 ConcurrentHashMap 类构造函数的一个可选参数，默认值为 16，这样在多线程情况下就能避免争用。

36.Java 中 Semaphore是什么

JUC下的一种新的同步类，它是一个计数信号。从概念上讲，Semaphore信号量维护了一个许可集合。如有必要，在许可可用前会阻塞每一个 acquire ()，然后再获取该许可。每个 release ()添加一个许可，从而可能释放一个正在阻塞的获取者。但是，不使用实际的许可对象，Semaphore 只对可用许可的号码进行计数，并采取相应的行动。信号量常常用于多线程的代码中，比如数据库连接池。

37.如果你提交任务时，线程池队列已满。会发会生什么？

这个问题问得很狡猾，许多程序员会认为该任务会阻塞直到线程池队列有空位。事实上如果一个任务不能被调度执行那么 ThreadPoolExecutor’s submit ()方法将会抛出一个 RejectedExecutionException 异常。

38.Java 线程池中 submit () 和 execute ()方法有什么区别

两个方法都可以向线程池提交任务，execute ()方法的返回类型是 void，它定义在 Executor 接口中， 而 submit ()方法可以返回持有计算结果的 Future 对象，它定义在 ExecutorService 接口中，它扩展了 Executor 接口，其它线程池类像 ThreadPoolExecutor 和 ScheduledThreadPoolExecutor 都有这些方法。

39.什么是阻塞式方法？

阻塞式方法是指程序会一直等待该方法完成期间不做其他事情，ServerSocket 的 accept ()方法就是一直等待客户端连接。这里的阻塞是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起，直到得到结果之后才会返回。此外，还有异步和非阻塞式方法在任务完成前就返回。

40.Swing 是线程安全的吗？

你可以很肯定的给出回答，Swing 不是线程安全的。你不能通过任何线程来更新 Swing 组件，如 JTable、JList 或 JPanel，事实上，它们只能通过 GUI 或 AWT 线程来更新。这就是为什么 Swing 提供 invokeAndWait() 和 invokeLater() 方法来获取其他线程的 GUI 更新请求。这些方法将更新请求放入 AWT 的线程队列中，可以一直等待，也可以通过异步更新直接返回结果。

41.Java 中 invokeAndWait 和 invokeLater 有什么区别

这两个方法是 Swing API 提供给 Java 开发者用来从当前线程而不是事件派发线程更新 GUI 组件用的。InvokeAndWait ()同步更新 GUI 组件，比如一个进度条，一旦进度更新了，进度条也要做出相应改变。如果进度被多个线程跟踪，那么就调用 invokeAndWait ()方法请求事件派发线程对组件进行相应更新。而 invokeLater ()方法是异步调用更新组件的。

42.Swing API 中那些方法是线程安全的？

虽然Swing不是线程安全的但是有一些方法是可以被多线程安全调用的。如repaint ()， revalidate ()。 JTextComponent 的 setText ()方法和 JTextArea 的 insert () 和 append () 方法也是线程安全的。

43.如何在 Java 中创建 Immutable 对象

Immutable 对象可以在没有同步的情况下共享，降低了对该对象进行并发访问时的同步化开销。可是 Java 没有@Immutable 这个注解符，要创建不可变类，要实现下面几个步骤：通过构造方法初始化所有成员、对变量不要提供 setter 方法、将所有的成员声明为私有的，这样就不允许直接访问这些成员、在 getter 方法中，不要直接返回对象本身，而是克隆对象，并返回对象的拷贝。

44.Java 中的 ReadWriteLock 是什么？

一般而言，读写锁是用来提升并发程序性能的锁分离技术的成果。Java 中的 ReadWriteLock 是 Java 5 中新增的一个接口，一个 ReadWriteLock 维护一对关联的锁，一个用于只读操作一个用于写。在没有写线程的情况下一个读锁可能会同时被多个读线程持有。写锁是独占的，你可以使用 JDK 中的 ReentrantReadWriteLock 来实现这个规则，它最多支持 65535 个写锁和 65535 个读锁。

45.多线程中的忙循环是什么?

忙循环就是程序员用循环让一个线程等待，不像传统方法 wait ()， sleep () 或 yield () 它们都放弃了 CPU 控制，而忙循环不会放弃 CPU，它就是在运行一个空循环。这么做的目的是为了保留 CPU 缓存，在多核系统中，一个等待线程醒来的时候可能会在另一个内核运行，这样会重建缓存。为了避免重建缓存和减少等待重建的时间就可以使用它了。

46.volatile 变量和 atomic 变量有什么不同

volatile 变量和 atomic 变量看起来很像，但功能却不一样。volatile 变量可以确保先行关系，即写操作会发生在后续的读操作之前， 但它并不能保证原子性。例如用 volatile 修饰 count 变量那么 count++ 操作并不是原子性的。而 AtomicInteger 类提供的 atomic 方法可以让这种操作具有原子性如 getAndIncrement ()方法会原子性的进行增量操作把当前值加一，其它数据类型和引用变量也可以进行相似操作。

47.如果同步块内的线程抛出异常会发生什么？

无论你的同步块是正常还是异常退出的，里面的线程都会释放锁，所以对比锁接口我更喜欢同步块，因为它不用我花费精力去释放锁，该功能可以在 finally block 里释放锁实现。

48.如何在 Java 中创建线程安全的 Singleton

5种，急加载，同步方法，双检锁，静态内部类，枚举

49.如何强制启动一个线程？

这个问题就像是如何强制进行 Java 垃圾回收，目前还没有觉得方法，虽然你可以使用 System.gc ()来进行垃圾回收，但是不保证能成功。在 Java 里面没有办法强制启动一个线程，它是被线程调度器控制着且 Java 没有公布相关的 API。

50.Java 中的 fork join 框架是什么？

fork join 框架是 JDK7 中出现的一款高效的工具，Java 开发人员可以通过它充分利用现代服务器上的多处理器。它是专门为了那些可以递归划分成许多子模块设计的，目的是将所有可用的处理能力用来提升程序的性能。fork join 框架一个巨大的优势是它使用了工作窃取算法，可以完成更多任务的工作线程可以从其它线程中窃取任务来执行。

51.Java 多线程中调用 wait () 和 sleep ()方法有什么不同？

Java 程序中 wait 和 sleep 都会造成某种形式的暂停，它们可以满足不同的需要。wait ()方法意味着条件等待，如果等待条件为真且其它线程被唤醒时它会释放锁，而 sleep ()方法仅仅释放 CPU 资源或者让当前线程短暂停顿，但不会释放锁。

52.双亲委派模型中的方法

findLoadedClass(),LoadClass(),findBootstrapClassOrNull(),findClass(),resolveClass()

53.NIO、AIO、BIO

BIO即同步阻塞IO，适用于连接数目较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4之前的唯一选择，但程序直观、简单、易理解。

NIO即同步非阻塞IO，适用于连接数目多且连接比较短的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。

AIO即异步非阻塞IO，适用于连接数目多且连接比较长的架构，如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK1.7开始支持