<p>本文在 <a href="http://www.importnew.com/12773.html" rel="nofollow" target="_blank">Java線程面試題 Top 50</a>的基礎上，對部分答案進行進行了整理和補充，問題答案主要來自《Java編程思想（第四版）》，《Java並發編程實戰》和一些優秀的博客，當然還有我個人的拙見，添加部分大多用不同顏色進行了區別以方便閱讀。</p>
前言
不管你是新程序員還是老手，你一定在面試中遇到過有關線程的問題。Java語言一個重要的特點就是內置了對並發的支持，讓Java大受企業和程序員的歡迎。大多數待遇豐厚的Java開發職位都要求開發者精通多線程技術並且有豐富的Java程序開發、調試、優化經驗，所以線程相關的問題在面試中經常會被提到。
在典型的Java面試中， 面試官會從線程的基本概念問起, 如：為什么你需要使用線程， 如何創建線程，用什么方式創建線程比較好（比如：繼承thread類還是調用Runnable接口），然后逐漸問到並發問題像在Java並發編程的過程中遇到了什么挑戰，Java內存模型，JDK1.5引入了哪些更高階的並發工具，並發編程常用的設計模式，經典多線程問題如生產者消費者，哲學家就餐，讀寫器或者簡單的有界緩沖區問題。僅僅知道線程的基本概念是遠遠不夠的， 你必須知道如何處理死鎖，競態條件，內存沖突和線程安全等並發問題。掌握了這些技巧，你就可以輕松應對多線程和並發面試了。
許多Java程序員在面試前才會去看面試題，這很正常。因為收集面試題和練習很花時間，所以我從許多面試者那里收集了Java多線程和並發相關的50個熱門問題。我只收集了比較新的面試題且沒有提供全部答案。想必聰明的你對這些問題早就心中有數了， 如果遇到不懂的問題，你可以用Google找到答案。若你實在找不到答案，可以在文章的評論中向我求助。你也可以在這找到一些答案Java線程問答Top 12。
下面是Java線程相關的熱門面試題，你可以用它來好好准備面試。
目錄
6) Thread 類中的start() 和 run() 方法有什么區別？
7) Java中Runnable和Callable有什么不同？
8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什么不同？
11) 什么是線程安全？Vector是一個線程安全類嗎？ （詳見這里)
16) Java中notify 和 notifyAll有什么區別？
17) 為什么wait, notify 和 notifyAll這些方法不在thread類里面？
20) Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的區別？
32） Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同？
33） 有三個線程T1，T2，T3，怎么確保它們按順序執行？
35） Java中ConcurrentHashMap的並發度是什么？
38) Java線程池中submit() 和 execute()方法有什么區別？
41） Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什么區別？
46）volatile 變量和 atomic 變量有什么不同？
53） Java多線程中調用wait() 和 sleep()方法有什么不同？
1) 什么是線程？
線程是操作系統能夠進行運算調度的最小單位，它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位。程序員可以通過它進行多處理器編程，你可以使用多線程對運算密集型任務提速。比如，如果一個線程完成一個任務要100毫秒，那么用十個線程完成改任務只需10毫秒。Java在語言層面對多線程提供了卓越的支持，它也是一個很好的賣點。欲了解更多詳細信息請點擊這里。
2) 線程和進程有什么區別？
線程是進程的子集，一個進程可以有很多線程。每個進程都有自己的內存空間，可執行代碼和唯一進程標識符（PID）。
每條線程並行執行不同的任務。不同的進程使用不同的內存空間（線程自己的堆棧），而所有的線程共享一片相同的內存空間（進程主內存）。別把它和棧內存搞混，每個線程都擁有單獨的棧內存用來存儲本地數據。更多詳細信息請點擊這里。
如下圖所示：
3) 如何在Java中實現線程？
在語言層面有兩種方式。java.lang.Thread 類的實例就是一個線程但是它需要調用java.lang.Runnable接口來執行，由於Thread類本身就是調用的Runnable接口。看Thead和Runnable的源碼：
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public
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class Thread implements Runnable { ...
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public
-
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interface Runnable { ...
所以你可以繼承java.lang.Thread 類或者直接調用Runnable接口來重寫run()方法實現線程。更多詳細信息請點擊這里.
4) 用Runnable還是Thread？
這個問題是上題的后續，大家都知道我們可以通過繼承Thread類或者調用Runnable接口來實現線程，問題是，那個方法更好呢？什么情況下使用它？這個問題很容易回答，如果你知道Java不支持類的多重繼承，但允許你調用多個接口。所以如果你要繼承其他類，當然是調用Runnable接口好了。更多詳細信息請點擊這里。
Runnable和Thread兩者最大的區別是Thread是類而Runnable是接口，至於用類還是用接口，取決於繼承上的實際需要。Java類是單繼承的，實現多個接口可以實現類似多繼承的操作。
其次， Runnable就相當於一個作業，而Thread才是真正的處理線程，我們需要的只是定義這個作業，然后將作業交給線程去處理，這樣就達到了松耦合，也符合面向對象里面組合的使用，另外也節省了函數開銷，繼承Thread的同時，不僅擁有了作業的方法run()，還繼承了其他所有的方法。（摘自：https://blog.csdn.net/u013755987/article/details/51855098）
當需要創建大量線程的時候，有以下不足：①線程生命周期的開銷非常高；②資源消耗；③穩定性。
如果二者都可以選擇不用，那就不用。因為Java這門語言發展到今天，在語言層面提供的多線程機制已經比較豐富且高級，完全不用在線程層面操作。直接使用Thread和Runnable這樣的“裸線程”元素比較容易出錯，還需要額外關注線程數等問題。建議：簡單的多線程程序，使用Executor。 復雜的多線程程序，使用一個Actor庫，首推Akka。（摘自：https://blog.csdn.net/mayp1/article/details/69950530）
如果一定要在Runnable和Thread中選擇一個使用，選擇Runnable。
6) Thread 類中的start() 和 run() 方法有什么區別？
這個問題經常被問到，但還是能從此區分出面試者對Java線程模型的理解程度。start()方法被用來啟動新創建的線程，而且start()內部調用了run()方法，JDK 1.8源碼中start方法的注釋這樣寫到：Causes this thread to begin execution; the Java Virtual Machine calls the <code>run</code> method of this thread.這和直接調用run()方法的效果不一樣。當你調用run()方法的時候，只會是在原來的線程中調用，沒有新的線程啟動，start()方法才會啟動新線程，JDK 1.8源碼中注釋這樣寫： The result is that two threads are running concurrently: the current thread (which returns from the call to the <code>start</code> method) and the other thread (which executes its <code>run</code> method).。更多討論請點擊這里
7) Java中Runnable和Callable有什么不同？
Runnable和Callable都代表那些要在不同的線程中執行的任務。Runnable從JDK1.0開始就有了，Callable是在JDK1.5增加的。它們的主要區別是Callable的 call() 方法可以返回值和拋出異常，而Runnable的run()方法沒有這些功能。Callable可以返回裝載有計算結果的Future對象。我的博客有更詳細的說明。
Runnable是執行工作的獨立任務，但是它不返回任何值。如果希望任務在完成的時候能夠返回一個值，那么可以實現Callable接口而不是Runnable接口。在Java SE5中引入的Callable是一種具有類型參數的泛型，它的類型參數表示的是從方法call()（而不是run()）中返回的值，並且必須使用ExecutorService.submit()方法調用它。submit()方法會產生Future對象，它用Callable返回結果的特定類型進行了參數化。
8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什么不同？
CyclicBarrier 和 CountDownLatch 都可以用來讓一組線程等待其它線程。與 CyclicBarrier 不同的是，CountdownLatch 不能重新使用。點此查看更多信息和示例代碼。
CountDownLatch是一種靈活的閉鎖實現，可以使一個或者多個線程等待一組事件發生。閉鎖狀態包括一個計數器，改計數器初始化為一個正數，表示需要等待的事件數量。countDown方法遞減計數器，表示有一個事件發生了，而await方法等待計數器到達0，表示所有需要等待的事情都已經發生。如果計數器的值非零，那么await就會一直阻塞知道計數器的值為0，或者等待的線程中斷，或者等待超時。
CyclicBarrier適用於這樣的情況：你希望創建一組任務，他們並行地執行工作，然后在進行下一個步驟之前等待，直至所有任務都完成。它使得所有的並行任務都將在柵欄出列隊，因此可以一致的向前移動。這非常像CountDownLatch，只是CountDownLatch是只觸發一次的事件，而CyclicBarrier可以多次重用。
9) Java內存模型是什么？
Java內存模型規定和指引Java程序在不同的內存架構、CPU和操作系統間有確定性地行為。它在多線程的情況下尤其重要。Java內存模型對一個線程所做的變動能被其它線程可見提供了保證，它們之間是先行發生關系。這個關系定義了一些規則讓程序員在並發編程時思路更清晰。比如，先行發生關系確保了：
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線程內的代碼能夠按先后順序執行，這被稱為程序次序規則。
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對於同一個鎖，一個解鎖操作一定要發生在時間上后發生的另一個鎖定操作之前，也叫做管程鎖定規則。
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前一個對volatile的寫操作在后一個volatile的讀操作之前，也叫volatile變量規則。
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一個線程內的任何操作必需在這個線程的start()調用之后，也叫作線程啟動規則。
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一個線程的所有操作都會在線程終止之前，線程終止規則。
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一個對象的終結操作必需在這個對象構造完成之后，也叫對象終結規則。
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可傳遞性
我強烈建議大家閱讀《Java並發編程實踐》第十六章來加深對Java內存模型的理解。
10) Java中的volatile 變量是什么？
volatile是一個特殊的修飾符，只有成員變量才能使用它。在Java並發程序缺少同步類的情況下，多線程對成員變量的操作對其它線程是透明的。volatile變量可以保證下一個讀取操作會在前一個寫操作之后發生，就是上一題的volatile變量規則。點擊這里查看更多volatile的相關內容。
Java語言提供了一種稍弱的同步機制，即volatile變量，用來確保將變量的更新操作通知到其他線程。當把變量聲明為volatile類型后，編譯器和運行時都會注意到這個變量是共享的，因此不會將變量上的操作和其他內存操作一起重排序。volatile變量不會被緩存在寄存器或者對其他處理器不可見的地方，因此在讀取volatile類型的時候總會返回最新寫入的值。
在訪問volatile變量時不會執行加鎖操作，因此也不會使執行線程阻塞，因此volatile變量是一種比synchronized關鍵字更輕量級的同步機制。
加鎖機制既可以確保可見性又可以確保原子性，而volatile變量只能確保可見性。
11) 什么是線程安全？Vector是一個線程安全類嗎？ （詳見這里)
如果你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行，而這些線程可能會同時運行這段代碼。如果每次運行結果和單線程運行的結果是一樣的，而且其他的變量的值也和預期的是一樣的，就是線程安全的。一個線程安全的計數器類的同一個實例對象在被多個線程使用的情況下也不會出現計算失誤。很顯然你可以將集合類分成兩組，線程安全和非線程安全的。Vector 是用同步方法來實現線程安全的, 而和它相似的ArrayList不是線程安全的。
如果某個類可以在多個線程中安全地使用，那么它就是一個線程安全的類。線程安全性的定義中，最核心的概念是正確性。正確性的含義是，某個類的行為與其規范完全一致。那么，線程安全性：當多個線程同時訪問某個類的時候，這個類始終都能表現出正確的行為，那么就稱這個類是線程安全的。
12) Java中什么是競態條件？ 舉個例子說明。
競態條件會導致程序在並發情況下出現一些bugs。多線程對一些資源的競爭的時候就會產生競態條件，如果首先要執行的程序競爭失敗排到后面執行了，那么整個程序就會出現一些不確定的bugs。這種bugs很難發現而且會重復出現，因為線程間的隨機競爭。一個例子就是無序處理，詳見答案。
當某個計算的正確性取決於多個線程的交替執行時序時，那么就發發生競態條件。換句話說，就是正確的結果要取決於運氣。最常見的競態條件類型是“先檢查后執行”操作，即通過一個可能失效的觀測結果來決定下一步的動作。
例如，假定你計划中午在University Avenue的星巴克與一位朋友會面。但當你到達那里時，發現有兩家星巴克，並且你不知道說好碰面的是哪一家。在12:10時，你沒有在星巴克A看到朋友，那么就會去星巴克B看看他是否在那里，但看他是否在那里，但他也不在那里。這有幾種可能：你的朋友遲到了，還沒到任何一家星巴克；你的朋友在你離開后到了星巴克A；你的朋友在星巴克B，但他去星巴克A找你，並且此時正在去星巴克A的途中。假設最糟糕的情況，最后一種可能。現在是12:15，你們兩個都去過了兩家星巴克，並都開始懷疑對方是否失約了。現在你會怎么做？回到另一家星巴克？來來回回要走多少次？除非你們之間約定了某種協議，否則整天都在University Avenue上走來走去，倍感沮喪。
大多數競態條件的本質——基於一種可能失效的觀察結果做出判斷或者執行某個計算。
13) Java中如何停止一個線程？
Java提供了很豐富的API但沒有為停止線程提供API。JDK 1.0本來有一些像stop(), suspend() 和 resume()的控制方法但是由於潛在的死鎖威脅因此在后續的JDK版本中他們被棄用了，之后Java API的設計者就沒有提供一個兼容且線程安全的方法來停止一個線程。當run() 或者 call() 方法執行完的時候線程會自動結束,如果要手動結束一個線程，你可以用volatile 布爾變量來退出run()方法的循環或者是取消任務來中斷線程。點擊這里查看示例代碼。
14) 一個線程運行時發生異常會怎樣？
這是我在一次面試中遇到的一個很刁鑽的Java面試題, 簡單的說，如果異常沒有被捕獲該線程將會停止執行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用於處理未捕獲異常造成線程突然中斷情況的一個內嵌接口。當一個未捕獲異常將造成線程中斷的時候JVM會使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()來查詢線程的UncaughtExceptionHandler並將線程和異常作為參數傳遞給handler的uncaughtException()方法進行處理。
15） 如何在兩個線程間共享數據？
你可以通過共享對象來實現這個目的，或者是使用像阻塞隊列這樣並發的數據結構。這篇教程《Java線程間通信》(涉及到在兩個線程間共享對象)用wait和notify方法實現了生產者消費者模型。
推薦：多個線程之間共享數據的方式 ；如何在兩個線程之間共享數據
16) Java中notify 和 notifyAll有什么區別？
這又是一個刁鑽的問題，因為多線程可以等待單監控鎖，Java API 的設計人員提供了一些方法當等待條件改變的時候通知它們，但是這些方法沒有完全實現。notify()方法不能喚醒某個具體的線程，所以只有一個線程在等待的時候它才有用武之地。而notifyAll()喚醒所有線程並允許他們爭奪鎖確保了至少有一個線程能繼續運行。我的博客有更詳細的資料和示例代碼。
使用notify()的時，在眾多等待同一個鎖的任務中只有一個會被喚醒，因此如果希望使用notify()，就必須保證被喚醒的是恰當的任務。
notifyAll()將喚醒“所有正在等待的任務”。這並不是意味着在程序中任何地方，任何處於wait()狀態中的任務都將被任何對notify()的調用喚醒，而是notifyAll()因某個特定鎖而被調用的時候，只有等待這個鎖的任務才會被喚醒。
17) 為什么wait, notify 和 notifyAll這些方法不在thread類里面？
這是個設計相關的問題，它考察的是面試者對現有系統和一些普遍存在但看起來不合理的事物的看法。回答這些問題的時候，你要說明為什么把這些方法放在Object類里是有意義的，還有不把它放在Thread類里的原因。一個很明顯的原因是JAVA提供的鎖是對象級的而不是線程級的，每個對象都有鎖，通過線程獲得。如果線程需要等待某些鎖那么調用對象中的wait()方法就有意義了。如果wait()方法定義在Thread類中，線程正在等待的是哪個鎖就不明顯了。簡單的說，由於wait，notify和notifyAll都是鎖級別的操作，所以把他們定義在Object類中因為鎖屬於對象。你也可以查看這篇文章了解更多。
wait()、notify()以及notifyAll()有一個比較特殊的方面，那就是這些方法是基類Object的一部分，而不屬於Thread的一部分。盡管開始看起來是有點奇怪——僅僅針對線程的功能卻作為通用基類的一部分而實現，不過這是有道理的，因為這些方法操作的鎖也是所有對象的一部分。所以，可以把wait()放進任何同步控制方法里，而不用考慮這個類是否繼承自Thread還是實現了Runnable接口。實際上，只能在同步控制方法或者同步控制塊里面調用wait()、notify()以及notifyAll()（因為不用操作鎖，所以sleep()可以在非同步控制方法里面調用）。如果在非同步控制方法里面調用這些方法，程序能通過編譯，但運行的時候，會得到IllegalMonitorStateException異常，並伴隨着一些含糊的信息，比如“當前線程不是擁有者”。消息的意思是說，調用wait()、notify()以及notifyAll()的任務在調用這些方法前必須“擁有”（獲取）對象的鎖。
18) 什么是ThreadLocal變量？
ThreadLocal是Java里一種特殊的變量。每個線程都有一個ThreadLocal就是每個線程都擁有了自己獨立的一個變量，競爭條件被徹底消除了。它是為創建代價高昂的對象獲取線程安全的好方法，比如你可以用ThreadLocal讓SimpleDateFormat變成線程安全的，因為那個類創建代價高昂且每次調用都需要創建不同的實例所以不值得在局部范圍使用它，如果為每個線程提供一個自己獨有的變量拷貝，將大大提高效率。首先，通過復用減少了代價高昂的對象的創建個數。其次，你在沒有使用高代價的同步或者不變性的情況下獲得了線程安全。線程局部變量的另一個不錯的例子是ThreadLocalRandom類，它在多線程環境中減少了創建代價高昂的Random對象的個數。查看答案了解更多。
ThreadLocal是一種線程封閉技術。ThreadLocal提供了get和set等訪問接口或方法，這些方法為每個使用該變量的線程都存有一份獨立的副本，因此get總是返回由當前執行線程在調用set時設置的最新值。
19) 什么是FutureTask？
在Java並發程序中FutureTask表示一個可以取消的異步運算。它有啟動和取消運算、查詢運算是否完成和取回運算結果等方法。只有當運算完成的時候結果才能取回，如果運算尚未完成get方法將會阻塞。一個FutureTask對象可以對調用了Callable和Runnable的對象進行包裝，由於FutureTask也是調用了Runnable接口所以它可以提交給Executor來執行。
20) Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的區別？
interrupted() 和 isInterrupted()的主要區別是前者會將中斷狀態清除而后者不會。Java多線程的中斷機制是用內部標識來實現的，調用Thread.interrupt()來中斷一個線程就會設置中斷標識為true。當中斷線程調用靜態方法Thread.interrupted()來檢查中斷狀態時，中斷狀態會被清零。而非靜態方法isInterrupted()用來查詢其它線程的中斷狀態且不會改變中斷狀態標識。簡單的說就是任何拋出InterruptedException異常的方法都會將中斷狀態清零。無論如何，一個線程的中斷狀態有有可能被其它線程調用中斷來改變。
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public
class Thread{
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public void interrupt(){...}
-
-
public boolean isInterrupted(){...}
-
-
public static boolean interrupted(){...}
-
-
}
interrupt方法能中斷目標線程。調用interrupt並不意味着立即停止目標線程正在運行的工作，而只是傳遞了請求中斷的消息。
isInterrupted方法能返回目標線程的中斷狀態。
靜態的interrupted方法將清除當前線程的中斷狀態，並返回它之前的值，這也是清除中斷狀態的唯一方法。
21) 為什么wait和notify方法要在同步塊中調用？
主要是因為Java API強制要求這樣做，如果你不這么做，你的代碼會拋出IllegalMonitorStateException異常。還有一個原因是為了避免wait和notify之間產生競態條件。
如果在非同步控制方法里面調用這些方法，程序能通過編譯，但運行的時候，會得到IllegalMonitorStateException異常，並伴隨着一些含糊的信息，比如“當前線程不是擁有者”。消息的意思是說，調用wait()、notify()以及notifyAll()的任務在調用這些方法前必須“擁有”（獲取）對象的鎖。
22) 為什么你應該在循環中檢查等待條件?
處於等待狀態的線程可能會收到錯誤警報和偽喚醒，如果不在循環中檢查等待條件，程序就會在沒有滿足結束條件的情況下退出。因此，當一個等待線程醒來時，不能認為它原來的等待狀態仍然是有效的，在notify()方法調用之后和等待線程醒來之前這段時間它可能會改變。這就是在循環中使用wait()方法效果更好的原因，你可以在Eclipse中創建模板調用wait和notify試一試。如果你想了解更多關於這個問題的內容，我推薦你閱讀《Effective Java》這本書中的線程和同步章節。
23) Java中的同步集合與並發集合有什么區別？
同步集合與並發集合都為多線程和並發提供了合適的線程安全的集合，不過並發集合的可擴展性更高。在Java1.5之前程序員們只有同步集合來用且在多線程並發的時候會導致爭用，阻礙了系統的擴展性。Java5介紹了並發集合像ConcurrentHashMap，不僅提供線程安全還用鎖分離和內部分區等現代技術提高了可擴展性。更多內容詳見答案。
同步容器是線程安全的。同步容器將所有對容器狀態的訪問都串行化，以實現他們的線程安全性。這種方法的代價是嚴重降低並發性，當多個線程競爭容器的鎖時，吞吐量將嚴重降低。並發容器是針對多個線程並發訪問設計的，改進了同步容器的性能。通過並發容器來代替同步容器，可以極大地提高伸縮性並降低風險。
24） Java中堆和棧有什么不同？
為什么把這個問題歸類在多線程和並發面試題里？因為棧是一塊和線程緊密相關的內存區域。每個線程都有自己的棧內存，用於存儲本地變量，方法參數和棧調用，一個線程中存儲的變量對其它線程是不可見的。而堆是所有線程共享的一片公用內存區域。對象都在堆里創建，為了提升效率線程會從堆中弄一個緩存到自己的棧，如果多個線程使用該變量就可能引發問題，這時volatile 變量就可以發揮作用了，它要求線程從主存中讀取變量的值。更多內容詳見答案。
25） 什么是線程池？ 為什么要使用它？
創建線程要花費昂貴的資源和時間，如果任務來了才創建線程那么響應時間會變長，而且一個進程能創建的線程數有限。為了避免這些問題，在程序啟動的時候就創建若干線程來響應處理，它們被稱為線程池，里面的線程叫工作線程。從JDK1.5開始，Java API提供了Executor框架讓你可以創建不同的線程池。比如單線程池，每次處理一個任務；數目固定的線程池或者是緩存線程池（一個適合很多生存期短的任務的程序的可擴展線程池）。更多內容詳見這篇文章。
線程池，從字面含義來看，是指一組同構工作線程的資源池。線程池與工作隊列密切相關的，其中在工作隊列中保存了所有等待執行的任務。工作者線程的任務很簡單：從工作隊列中獲取一個任務，執行任務，然后返回線程池並等待下一個任務。
“在線程池中執行任務”比“為每個任務分配一個線程”優勢更多。通過重用現有的線程而不是創建新線程，可以在處理多個請求時額分攤在線程創建和銷毀過程中產生的巨大開銷。另外一個好處是，當請求到達時，工作線程已經存在，因此不會猶豫等待創建線程而延遲任務的執行，從而提高了響應性。通過適當調整線程池的大小，可以創建足夠多的線程以便使處理器保持忙碌狀態，同時還可以防止過多線程相互競爭資源而使應用程序耗盡內存或失敗。
可以通過調用Executors中的靜態工廠方法之一來創建線程池：
newFixedThreadPool：創建一個固定長度的線程池；
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
newCachedThreadPool：創建一個可緩存的線程池；
newSingleThreadExecutor：是一個單線程的Executor，它創建單個工作者線程來執行任務；
newScheduleThreadPool：創建一個固定長度的線程池，而且以延遲或定時的方式來執行任務。
26） 如何寫代碼來解決生產者消費者問題？
在現實中你解決的許多線程問題都屬於生產者消費者模型，就是一個線程生產任務供其它線程進行消費，你必須知道怎么進行線程間通信來解決這個問題。比較低級的辦法是用wait和notify來解決這個問題，比較贊的辦法是用Semaphore 或者 BlockingQueue來實現生產者消費者模型，這篇教程有實現它。
27） 如何避免死鎖？
Java多線程中的死鎖
死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象，若無外力作用，它們都將無法推進下去。這是一個嚴重的問題，因為死鎖會讓你的程序掛起無法完成任務，死鎖的發生必須滿足以下四個條件：
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互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。
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請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。
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不剝奪條件：進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。
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循環等待條件：若干進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關系。
避免死鎖最簡單的方法就是阻止循環等待條件，將系統中所有的資源設置標志位、排序，規定所有的進程申請資源必須以一定的順序（升序或降序）做操作來避免死鎖。這篇教程有代碼示例和避免死鎖的討論細節。
28) Java中活鎖和死鎖有什么區別？
這是上題的擴展，活鎖和死鎖類似，不同之處在於處於活鎖的線程或進程的狀態是不斷改變的，活鎖可以認為是一種特殊的飢餓。一個現實的活鎖例子是兩個人在狹小的走廊碰到，兩個人都試着避讓對方好讓彼此通過，但是因為避讓的方向都一樣導致最后誰都不能通過走廊。簡單的說就是，活鎖和死鎖的主要區別是前者進程的狀態可以改變但是卻不能繼續執行。
活鎖是另一種形式的活躍性問題。當多個互相協作的線程都對彼此進行相應而修改各自的狀態，並使得任何一個線程都無法繼續執行時，就發生了活鎖。就像兩個過於禮貌的人在半路上面對面地相遇：他們彼此都讓出對方的路，然而又在另一條路上相遇了。因此他們就這樣反復地避讓下去。
29） 怎么檢測一個線程是否擁有鎖？
我一直不知道我們竟然可以檢測一個線程是否擁有鎖，直到我參加了一次電話面試。在java.lang.Thread中有一個方法叫holdsLock()，它返回true如果當且僅當當前線程擁有某個具體對象的鎖。你可以查看這篇文章了解更多。
30) 你如何在Java中獲取線程堆棧？
對於不同的操作系統，有多種方法來獲得Java進程的線程堆棧。當你獲取線程堆棧時，JVM會把所有線程的狀態存到日志文件或者輸出到控制台。在Windows你可以使用Ctrl + Break組合鍵來獲取線程堆棧，Linux下用kill -3命令。你也可以用jstack這個工具來獲取，它對線程id進行操作，你可以用jps這個工具找到id。
31) JVM中哪個參數是用來控制線程的棧堆棧小的
這個問題很簡單， -Xss參數用來控制線程的堆棧大小。你可以查看JVM配置列表來了解這個參數的更多信息。
32） Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同？
Java在過去很長一段時間只能通過synchronized關鍵字來實現互斥，它有一些缺點。比如你不能擴展鎖之外的方法或者塊邊界，嘗試獲取鎖時不能中途取消等。Java 5 通過Lock接口提供了更復雜的控制來解決這些問題。 ReentrantLock 類實現了 Lock，它擁有與 synchronized 相同的並發性和內存語義且它還具有可擴展性。你可以查看這篇文章了解更多
ReentrantLock使用形式要比內置所復雜一些：必須在finally塊中釋放鎖。如果沒有使用finally來釋放Lock，那么相當於啟動了一個定時炸彈。當“炸彈爆炸”的時候，將很難追蹤到最初發生錯誤的位置，因為沒有記錄應該釋放鎖的位置和時間。
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Lock lock =
new ReenTrantLock();
-
-
...
-
-
lock.lock();
-
-
try{
-
-
//更新對象狀態
-
-
//捕獲異常，並在必要時恢復不變性的條件
-
-
}
finally{
-
-
lock.unlock();
-
-
}
我覺得這篇博文區別總結挺詳細： synchronized和鎖(ReentrantLock) 區別
33） 有三個線程T1，T2，T3，怎么確保它們按順序執行？
在多線程中有多種方法讓線程按特定順序執行，你可以用線程類的join()方法在一個線程中啟動另一個線程，另外一個線程完成該線程繼續執行。為了確保三個線程的順序你應該先啟動最后一個(T3調用T2，T2調用T1)，這樣T1就會先完成而T3最后完成。你可以查看這篇文章了解更多。
示例代碼如下：
-
public
class JoinTest {
-
-
public static void main(String[] args) {
-
-
final Thread t1 =
new Thread(
new Runnable() {
-
-
@Override
-
-
public void run() {
-
-
System.out.println(
"t1");
-
-
}
-
-
});
-
-
final Thread t2 =
new Thread(
new Runnable() {
-
-
@Override
-
-
public void run() {
-
-
try {
-
-
t1.join();
-
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
-
e.printStackTrace();
-
-
}
-
-
System.out.println(
"t2");
-
-
}
-
-
});
-
-
Thread t3 =
new Thread(
new Runnable() {
-
-
@Override
-
-
public void run() {
-
-
try {
-
-
//引用t2線程，等待t2線程執行完
-
-
t2.join();
-
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
-
e.printStackTrace();
-
-
}
-
-
System.out.println(
"t3");
-
-
}
-
-
});
-
-
t3.start();
-
-
t2.start();
-
-
t1.start();
-
-
}
-
-
}
34) Thread類中的yield方法有什么作用？
Yield方法可以暫停當前正在執行的線程對象，讓其它有相同優先級的線程執行。它是一個靜態方法而且只保證當前線程放棄CPU占用而不能保證使其它線程一定能占用CPU，執行yield()的線程有可能在進入到暫停狀態后馬上又被執行。點擊這里查看更多yield方法的相關內容。
線程讓步：如果知道已經完成了在run()方法的循環的一次迭代過程中所需的工作，就可以給線程調度機制一個暗示：你的工作已經做得差不多了，可以讓別的線程使用CPU了。這個暗示將通過調用yield()方法來做出（不過這只是一個暗示，沒有任何機制保證它將會被采納）。當調用yield()時，也是在建議具有相同優先級的其他線程可以運行。
yield()的作用是讓步。它能讓當前線程由“運行狀態”進入到“就緒狀態”，從而讓其它具有相同優先級的等待線程獲取執行權；但是，並不能保證在當前線程調用yield()之后，其它具有相同優先級的線程就一定能獲得執行權；也有可能是當前線程又進入到“運行狀態”繼續運行！
35） Java中ConcurrentHashMap的並發度是什么？
ConcurrentHashMap把實際map划分成若干部分來實現它的可擴展性和線程安全。這種划分是使用並發度獲得的，它是ConcurrentHashMap類構造函數的一個可選參數，默認值為16，這樣在多線程情況下就能避免爭用。欲了解更多並發度和內部大小調整請閱讀我的文章How ConcurrentHashMap works in Java。
並發度可以理解為程序運行時能夠同時更新ConccurentHashMap且不產生鎖競爭的最大線程數，實際上就是ConcurrentHashMap中的分段鎖個數，即Segment[]的數組長度。ConcurrentHashMap默認的並發度為16，但用戶也可以在構造函數中設置並發度。當用戶設置並發度時，ConcurrentHashMap會使用大於等於該值的最小2冪指數作為實際並發度（假如用戶設置並發度為17，實際並發度則為32）。運行時通過將key的高n位（n = 32 – segmentShift）和並發度減1（segmentMask）做位與運算定位到所在的Segment。segmentShift與segmentMask都是在構造過程中根據concurrency level被相應的計算出來。
如果並發度設置的過小，會帶來嚴重的鎖競爭問題；如果並發度設置的過大，原本位於同一個Segment內的訪問會擴散到不同的Segment中，CPU cache命中率會下降，從而引起程序性能下降。（文檔的說法是根據你並發的線程數量決定，太多會導性能降低）。更多參考ConcurrentHashMap總結。
36） Java中Semaphore是什么？
Java中的Semaphore是一種新的同步類，它是一個計數信號。從概念上講，從概念上講，信號量維護了一個許可集合，許可的初始數量可以通過構造函數來指定。如有必要，在許可可用前會阻塞每一個 acquire()，然后再獲取該許可。每個 release()添加一個許可，從而可能釋放一個正在阻塞的獲取者。但是，不使用實際的許可對象，Semaphore只對可用許可的號碼進行計數，並采取相應的行動。信號量常常用於多線程的代碼中，比如數據庫連接池。更多詳細信息請點擊這里。
37）如果你提交任務時，線程池隊列已滿。會時發會生什么？
這個問題問得很狡猾，許多程序員會認為該任務會阻塞直到線程池隊列有空位。事實上如果一個任務不能被調度執行那么ThreadPoolExecutor’s submit()方法將會拋出一個RejectedExecutionException異常。
當有界隊列被填滿后，飽和策略開始發揮作用。ThreadPoolExecutor的飽和策略可以通過setRejectExecutionHandler來修改。（如果某個人物被提交到一個已經被關閉的Executor時，也會用到飽和策略。）JDK提供了幾種不同的RejectExecutionHandler實現，每種實現都包含有不同的飽和策略：AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy。
“中止”策略是默認的飽和策略，該策略將拋出未檢查的RejectedExecutionException。調用者可以捕獲這個異常，然后根據需求編寫自己的處理代碼。當新任務的提交無法保存到隊列中等待執行的時候，“拋棄（Discard）”策略會悄悄拋棄該任務。“拋棄最舊的”策略則會拋棄下一個將被執行的任務，然后嘗試重新提交新的任務。“調用者運行”策略實現了一種調節機制，該策略既不會拋棄任務，也不會拋出異常，而是將某些任務回退到調用者，從而降低新任務的流量。
38) Java線程池中submit() 和 execute()方法有什么區別？
兩個方法都可以向線程池提交任務，execute()方法的返回類型是void，用於提交不需要返回值的任務，它定義在Executor接口中； 而submit()方法用於提交需要返回值的任務，該可以返回持有計算結果的Future對象，通過這個Future對象可以判斷任務是否執行成功，並且可以通過Future的get()方法來獲取返回值，它定義在ExecutorService接口中，它擴展了Executor接口，其它線程池類像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有這些方法。更多詳細信息請點擊這里。
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ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
-
-
executorService.execute(
new Runnable() {
-
-
@Override
-
-
public void run() {
-
-
// TODO Auto-generated method stub
-
-
}
-
-
});
-
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
-
-
Callable<String> callable =
new Callable<String>() {
-
-
public String call() throws Exception {
-
-
System.out.println(
"This is ThreadPoolExetor#submit(Callable<T> task) method.");
-
-
return
"result";
-
-
}
-
-
};
-
-
Future<?> future = executorService.submit(callable);
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try {
-
-
Object s = future.get();
-
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
-
//處理中中斷異常
-
-
}
catch (ExecutionException e) {
-
-
//處理無法執行任務異常
-
-
}
finally {
-
-
executorService.shutdown();
-
-
}
-
39) 什么是阻塞式方法？
阻塞式方法是指程序會一直等待該方法完成期間不做其他事情，ServerSocket的accept()方法就是一直等待客戶端連接。這里的阻塞是指調用結果返回之前，當前線程會被掛起，直到得到結果之后才會返回。此外，還有異步和非阻塞式方法在任務完成前就返回。更多詳細信息請點擊這里。
40) Swing是線程安全的嗎？ 為什么？
你可以很肯定的給出回答，Swing不是線程安全的，但是你應該解釋這么回答的原因即便面試官沒有問你為什么。當我們說swing不是線程安全的常常提到它的組件，這些組件不能在多線程中進行修改，所有對GUI組件的更新都要在AWT線程中完成，而Swing提供了同步和異步兩種回調方法來進行更新。點擊這里查看更多swing和線程安全的相關內容。
41） Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什么區別？
這兩個方法是Swing API 提供給Java開發者用來從當前線程而不是事件派發線程更新GUI組件用的。InvokeAndWait()同步更新GUI組件，比如一個進度條，一旦進度更新了，進度條也要做出相應改變。如果進度被多個線程跟蹤，那么就調用invokeAndWait()方法請求事件派發線程對組件進行相應更新。而invokeLater()方法是異步調用更新組件的。更多詳細信息請點擊這里。
42) Swing API中那些方法是線程安全的？
這個問題又提到了swing和線程安全，雖然組件不是線程安全的但是有一些方法是可以被多線程安全調用的，比如repaint(), revalidate()。 JTextComponent的setText()方法和JTextArea的insert() 和 append() 方法也是線程安全的。
43) 如何在Java中創建Immutable對象？
這個問題看起來和多線程沒什么關系， 但不變性有助於簡化已經很復雜的並發程序。Immutable對象可以在沒有同步的情況下共享，降低了對該對象進行並發訪問時的同步化開銷。可是Java沒有@Immutable這個注解符，要創建不可變類，要實現下面幾個步驟：通過構造方法初始化所有成員、對變量不要提供setter方法、將所有的成員聲明為私有的，這樣就不允許直接訪問這些成員、在getter方法中，不要直接返回對象本身，而是克隆對象，並返回對象的拷貝。我的文章how to make an object Immutable in Java有詳細的教程，看完你可以充滿自信。
44） Java中的ReadWriteLock是什么？
一般而言，讀寫鎖是用來提升並發程序性能的鎖分離技術的成果。Java中的ReadWriteLock是Java 5 中新增的一個接口，一個ReadWriteLock維護一對關聯的鎖，一個用於只讀操作一個用於寫。在沒有寫線程的情況下一個讀鎖可能會同時被多個讀線程持有。寫鎖是獨占的，你可以使用JDK中的ReentrantReadWriteLock來實現這個規則，它最多支持65535個寫鎖和65535個讀鎖。
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public
interface ReadWriteLock{
-
-
Lock readLock();
-
-
Lock writeLock();
-
-
}
在讀寫鎖的加鎖策略中，允許多個讀操作同時進行，但每次只允許一個寫操作。
讀寫鎖是一種性能優化措施，在一些特定的情況下能實現更高的並發性。在實際情況中，對於在多處理器系統上被頻繁讀取的數據結構，讀寫鎖能夠提高性能。而在其他情況下，讀寫鎖的性能比獨占鎖的性能要略差一些，這是因為它們的復雜性更高。
45) 多線程中的忙循環是什么?
忙循環就是程序員用循環讓一個線程等待，不像傳統方法wait(), sleep() 或 yield() 它們都放棄了CPU控制，而忙循環不會放棄CPU，它就是在運行一個空循環。這么做的目的是為了保留CPU緩存，在多核系統中，一個等待線程醒來的時候可能會在另一個內核運行，這樣會重建緩存。為了避免重建緩存和減少等待重建的時間就可以使用它了。你可以查看這篇文章獲得更多信息。
46）volatile 變量和 atomic 變量有什么不同？
這是個有趣的問題。首先，volatile 變量和 atomic 變量看起來很像，但功能卻不一樣。Volatile變量可以確保先行關系，即寫操作會發生在后續的讀操作之前, 但它並不能保證原子性。例如用volatile修飾count變量那么 count++ 操作就不是原子性的。而AtomicInteger類提供的atomic方法可以讓這種操作具有原子性如getAndIncrement()方法會原子性的進行增量操作把當前值加一，其它數據類型和引用變量也可以進行相似操作。
47) 如果同步塊內的線程拋出異常會發生什么？
這個問題坑了很多Java程序員，若你能想到鎖是否釋放這條線索來回答還有點希望答對。無論你的同步塊是正常還是異常退出的，里面的線程都會釋放鎖，所以對比鎖接口我更喜歡同步塊，因為它不用我花費精力去釋放鎖，該功能可以在finally block里釋放鎖實現。
48） 單例模式的雙檢鎖是什么？
這個問題在Java面試中經常被問到，但是面試官對回答此問題的滿意度僅為50%。一半的人寫不出雙檢鎖還有一半的人說不出它的隱患和Java1.5是如何對它修正的。它其實是一個用來創建線程安全的單例的老方法，當單例實例第一次被創建時它試圖用單個鎖進行性能優化，但是由於太過於復雜在JDK1.4中它是失敗的，我個人也不喜歡它。無論如何，即便你也不喜歡它但是還是要了解一下，因為它經常被問到。你可以查看how double checked locking on Singleton works這篇文章獲得更多信息。
在早期的JVM中，同步（甚至是無競爭的同步）都存在着巨大的性能開銷。因此，人們想出來了許多“聰明的”技巧來降低同步的影響，有些技巧很好，有些技巧是不好的，甚至是糟糕的，DCL就屬於“糟糕”的一類。
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public
class DoubleCheckedLocking {
-
-
private
static Resource resource;
-
-
public static Resource getInstance() {
-
-
if (resource ==
null) {
-
-
synchronized (DoubleCheckedLocking.class) {
-
-
if (resource ==
null) {
-
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resource =
new Resource();
-
-
}
-
-
}
-
-
}
-
-
return resource;
-
-
}
-
-
}
DCL的真正問題在於：當在沒有同步的情況下讀取一個共享對象時，可能發生的最糟糕的事情只是看到一個失效值（在這種情況下是一個空值），此時DCL方法將通過在持有鎖的情況下再次嘗試來避免這種風險。然而實際情況遠比這種情況糟糕——線程可能看到引用的當前值，但對象的狀態值卻是失效的，這意味着線程可以看到對象處於無效或錯誤的狀態。
在JVM的后續版本中（Java 5.0以及更高的版本）中，如果resource聲明為volatile類型，那么就能啟用DCL，並且這種凡是對性能的影響很小，因為volatile變量讀取操作的性能通常只是略高於非volatile變量讀取操作的性能。
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public
class Singleton {
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-
private
volatile
static Singleton uniqueInstance;
-
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private Singleton() {
-
-
}
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-
public static Singleton getInstance() {
-
-
//檢查實例，如果不存在則進入同步代碼塊
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//注意：只有第一次，才徹底執行if中所有代碼
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if (uniqueInstance ==
null) {
-
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synchronized (Singleton.class) {
-
-
//進入區塊后，再檢查一次。如果仍然是null，才創建實例
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-
if (uniqueInstance ==
null) {
-
-
uniqueInstance =
new Singleton();
-
-
}
-
-
}
-
-
}
-
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return uniqueInstance;
-
-
}
-
-
}
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然而，DCL的這種使用方法已經被廣泛地廢棄了——促使該模式出現的動力（無競爭同步的執行速度很慢，以及JVM啟動時很慢）已經不復存在了，因為它不是一種高效地優化措施。延遲初始化占位類模式能帶來同樣的優勢，並且更容易理解。
“延遲初始化占位類模式”中使用了一個專門的類來初始化Resource。JVM將推遲ResourceHolder的初始化操作，直到開始使用這個類時才初始化，並且由於通過一個靜態初始化來初始化Resource，因此不需要額外的同步。當任何一個線程第一次調用getResource時，都會使ResourceHolder被加載和被初始化，此時靜態初始化器將執行Resource的初始化操作。
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public
class ResourceFactory {
-
-
private
static
class ResourceHolder {
-
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public
static Resource resource =
new Resource();
-
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}
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public static Resource getResource() {
-
-
return ResourceHolder.resource;
-
-
}
-
-
}
49） 如何在Java中創建線程安全的Singleton？
這是上面那個問題的后續，如果你不喜歡雙檢鎖而面試官問了創建Singleton類的替代方法，你可以利用JVM的類加載和靜態變量初始化特征來創建Singleton實例，或者是利用枚舉類型來創建Singleton，我很喜歡用這種方法。你可以查看如何優雅地手寫單例模式獲得更多信息。
50) 寫出3條你遵循的多線程最佳實踐
這種問題我最喜歡了，我相信你在寫並發代碼來提升性能的時候也會遵循某些最佳實踐。以下三條最佳實踐我覺得大多數Java程序員都應該遵循：
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給你的線程起個有意義的名字。
<p>這樣可以方便找bug或追蹤。OrderProcessor, QuoteProcessor or TradeProcessor 這種名字比 Thread-1. Thread-2 and Thread-3 好多了，給線程起一個和它要完成的任務相關的名字，所有的主要框架甚至JDK都遵循這個最佳實踐。</p> </li> <li> <p>避免鎖定和縮小同步的范圍</p> <p>鎖花費的代價高昂且上下文切換更耗費時間空間，試試最低限度的使用同步和鎖，縮小臨界區。因此相對於同步方法我更喜歡同步塊，它給我擁有對鎖的絕對控制權。</p> </li> <li> <p>多用同步類少用wait 和 notify</p> <p>首先，CountDownLatch, Semaphore, CyclicBarrier 和 Exchanger 這些同步類簡化了編碼操作，而用wait和notify很難實現對復雜控制流的控制。其次，這些類是由最好的企業編寫和維護在后續的JDK中它們還會不斷優化和完善，使用這些更高等級的同步工具你的程序可以不費吹灰之力獲得優化。</p> </li> <li> <p>多用並發集合少用同步集合</p> <p>這是另外一個容易遵循且受益巨大的最佳實踐，並發集合比同步集合的可擴展性更好，所以在並發編程時使用並發集合效果更好。如果下一次你需要用到map，你應該首先想到用ConcurrentHashMap。我的文章<a href="http://javarevisited.blogspot.com/2013/02/concurrent-collections-from-jdk-56-java-example-tutorial.html" rel="nofollow" target="_blank">Java並發集合</a>有更詳細的說明。</p> </li>
51) 如何強制啟動一個線程？
這個問題就像是如何強制進行Java垃圾回收，目前還沒有覺得方法，雖然你可以使用System.gc()來進行垃圾回收，但是不保證能成功。在Java里面沒有辦法強制啟動一個線程，它是被線程調度器控制着且Java沒有公布相關的API。
52) Java中的fork join框架是什么？
fork join框架是JDK7中出現的一款高效的工具，Java開發人員可以通過它充分利用現代服務器上的多處理器。它是專門為了那些可以遞歸划分成許多子模塊設計的，目的是將所有可用的處理能力用來提升程序的性能。fork join框架一個巨大的優勢是它使用了工作竊取算法，可以完成更多任務的工作線程可以從其它線程中竊取任務來執行。你可以查看這篇文章獲得更多信息。
53） Java多線程中調用wait() 和 sleep()方法有什么不同？
Java程序中wait 和 sleep都會造成某種形式的暫停，它們可以滿足不同的需要。wait()方法用於線程間通信，如果等待條件為真且其它線程被喚醒時它會釋放鎖，而sleep()方法僅僅釋放CPU資源或者讓當前線程停止執行一段時間，但不會釋放鎖。你可以查看這篇文章獲得更多信息。
以上就是50道熱門Java多線程和並發面試題啦。這篇文章不僅可以用來准備面試，還能檢查你對多線程、並發、設計模式和競態條件、死鎖和線程安全等線程問題的理解。這篇文章對初學者或者是經驗豐富的Java開發人員都很有用，過兩三年甚至五六年你再讀它也會受益匪淺。它可以擴展初學者尤其有用因為這個可以擴展他們的知識面，我會不斷更新這些題，大家可以在文章后面的評論中提問，分享和回答問題一起把這篇面試題完善。
原文鏈接： javarevisited 翻譯： ImportNew.com - 李 廣
譯文鏈接： http://www.importnew.com/12773.html
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