【多線程】
35. 並行和並發有什么區別？
- 並行：多個處理器或多核處理器同時處理多個任務。（是真正的物理上的同時發生）
- 並發：多個任務在同一個 CPU 核上，按細分的時間片輪流(交替)執行，從邏輯上來看那些任務是同時執行。（邏輯上的同時發生）
舉個例子：排隊打飯，當只有一個窗口可以打飯的時候，我們排成了兩排，那么這兩排只能一邊一個來，這就是並發；
如果有兩個窗口可以打飯的話，一個隊一個窗口，那么這兩排可以同時進行打飯，這就是並行了。
36. 線程和進程的區別？
首先一個程序下至少有一個進程，一個進程下至少有一個線程，一個進程下也可以有多個線程來增加程序的執行速度。
線程是運行調度的最小單位；進程是資源調度的最小單位。
進程在執行過程中擁有獨立的內存單元，而多個線程共享內存。
37. 守護線程是什么？
守護線程是運行在后台的一種特殊進程。它獨立於控制終端並且周期性地執行某種任務或等待處理某些發生的事件。在 Java 中垃圾回收線程就是特殊的守護線程。
38. 創建線程有哪幾種方式？
創建線程有三種方式：
-
- 繼承 Thread 重寫 run 方法；
- 實現 Runnable 接口；
- 實現 Callable 接口。
39. 說一下 runnable 和 callable 有什么區別？
runnable 沒有返回值，callable 可以拿到有返回值，callable 可以看作是 runnable 的補充。
40. 線程有哪些狀態？
線程從創建、運行到結束總是處於下面五個狀態之一：新建狀態、就緒狀態、運行狀態、阻塞狀態及死亡狀態。
41. sleep() 和 wait() 有什么區別？
- 類的不同：sleep() 來自 Thread，wait() 來自 Object。
- 釋放鎖：sleep() 不釋放鎖；wait() 釋放鎖。
- 用法不同：sleep() 時間到會自動恢復；wait() 可以使用 notify()/notifyAll()直接喚醒。
42. notify()和 notifyAll()有什么區別？
notifyAll()會喚醒所有的線程，notify()之后喚醒一個線程。notifyAll() 調用后，會將全部線程由等待池移到鎖池，然后參與鎖的競爭，競爭成功則繼續執行，如果不成功則留在鎖池等待鎖被釋放后再次參與競爭。而 notify()只會喚醒一個線程，具體喚醒哪一個線程由虛擬機控制。
43. 線程的 run() 和 start() 有什么區別？
start() 方法用於啟動線程，run() 方法用於執行線程的運行時代碼。run() 可以重復調用，而 start() 只能調用一次。
44. 創建線程池有哪幾種方式？
線程池創建有七種方式，最核心的是最后一種：
- newSingleThreadExecutor()：它的特點在於工作線程數目被限制為 1，操作一個無界的工作隊列，所以它保證了所有任務的都是被順序執行，最多會有一個任務處於活動狀態，並且不允許使用者改動線程池實例，因此可以避免其改變線程數目；
- newCachedThreadPool()：它是一種用來處理大量短時間工作任務的線程池，具有幾個鮮明特點：它會試圖緩存線程並重用，當無緩存線程可用時，就會創建新的工作線程；如果線程閑置的時間超過 60 秒，則被終止並移出緩存；長時間閑置時，這種線程池，不會消耗什么資源。其內部使用 SynchronousQueue 作為工作隊列；
- newFixedThreadPool(int nThreads)：重用指定數目（nThreads）的線程，其背后使用的是無界的工作隊列，任何時候最多有 nThreads 個工作線程是活動的。這意味着，如果任務數量超過了活動隊列數目，將在工作隊列中等待空閑線程出現；如果有工作線程退出，將會有新的工作線程被創建，以補足指定的數目 nThreads；
- newSingleThreadScheduledExecutor()：創建單線程池，返回 ScheduledExecutorService，可以進行定時或周期性的工作調度；
- newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：和newSingleThreadScheduledExecutor()類似，創建的是個 ScheduledExecutorService，可以進行定時或周期性的工作調度，區別在於單一工作線程還是多個工作線程；
- newWorkStealingPool(int parallelism)：這是一個經常被人忽略的線程池，Java 8 才加入這個創建方法，其內部會構建ForkJoinPool，利用Work-Stealing算法，並行地處理任務，不保證處理順序；
- ThreadPoolExecutor()：是最原始的線程池創建，上面1-3創建方式都是對ThreadPoolExecutor的封裝。
45. 線程池都有哪些狀態？
- RUNNING：這是最正常的狀態，接受新的任務，處理等待隊列中的任務。
- SHUTDOWN：不接受新的任務提交，但是會繼續處理等待隊列中的任務。
- STOP：不接受新的任務提交，不再處理等待隊列中的任務，中斷正在執行任務的線程。
- TIDYING：所有的任務都銷毀了，workCount 為 0，線程池的狀態在轉換為 TIDYING 狀態時，會執行鈎子方法 terminated()。
- TERMINATED：terminated()方法結束后，線程池的狀態就會變成這個。
46. 線程池中 submit() 和 execute() 方法有什么區別？
- execute()：只能執行 Runnable 類型的任務。
- submit()：可以執行 Runnable 和 Callable 類型的任務。
Callable 類型的任務可以獲取執行的返回值，而 Runnable 執行無返回值。
47. 在 Java 程序中怎么保證多線程的運行安全？
- 方法一：使用安全類，比如 Java. util. concurrent 下的類。
- 方法二：使用自動鎖 synchronized。
- 方法三：使用手動鎖 Lock。
手動鎖 Java 示例代碼如下：
Lock lock = new ReentrantLock(); lock. lock(); try { System. out. println("獲得鎖"); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception } finally { System. out. println("釋放鎖"); lock. unlock(); }
48. 多線程中 synchronized 鎖升級的原理是什么？
synchronized 鎖升級原理：在鎖對象的對象頭里面有一個 threadid 字段，在第一次訪問的時候 threadid 為空，jvm 讓其持有偏向鎖，並將 threadid 設置為其線程 id，再次進入的時候會先判斷 threadid 是否與其線程 id 一致，如果一致則可以直接使用此對象，如果不一致，則升級偏向鎖為輕量級鎖，通過自旋循環一定次數來獲取鎖，執行一定次數之后，如果還沒有正常獲取到要使用的對象，此時就會把鎖從輕量級升級為重量級鎖，此過程就構成了 synchronized 鎖的升級。
鎖的升級的目的：鎖升級是為了減低了鎖帶來的性能消耗。在 Java 6 之后優化 synchronized 的實現方式，使用了偏向鎖升級為輕量級鎖再升級到重量級鎖的方式，從而減低了鎖帶來的性能消耗。
49. 什么是死鎖？
當線程 A 持有獨占鎖a，並嘗試去獲取獨占鎖 b 的同時，線程 B 持有獨占鎖 b，並嘗試獲取獨占鎖 a 的情況下，就會發生 AB 兩個線程由於互相持有對方需要的鎖，而發生的阻塞現象，我們稱為死鎖。
50. 怎么防止死鎖？
- 盡量使用 tryLock(long timeout, TimeUnit unit)的方法(ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock)，設置超時時間，超時可以退出防止死鎖。
- 盡量使用 Java. util. concurrent 並發類代替自己手寫鎖。
- 盡量降低鎖的使用粒度，盡量不要幾個功能用同一把鎖。
- 盡量減少同步的代碼塊。
51. ThreadLocal 是什么？有哪些使用場景？
ThreadLocal 為每個使用該變量的線程提供獨立的變量副本，所以每一個線程都可以獨立地改變自己的副本，而不會影響其它線程所對應的副本。
ThreadLocal 的經典使用場景是數據庫連接和 session 管理等。
52. 說一下 synchronized 底層實現原理？
synchronized 是由一對 monitorenter/monitorexit 指令實現的，monitor 對象是同步的基本實現單元。在 Java 6 之前，monitor 的實現完全是依靠操作系統內部的互斥鎖，因為需要進行用戶態到內核態的切換，所以同步操作是一個無差別的重量級操作，性能也很低。但在 Java 6 的時候，Java 虛擬機 對此進行了大刀闊斧地改進，提供了三種不同的 monitor 實現，也就是常說的三種不同的鎖：偏向鎖（Biased Locking）、輕量級鎖和重量級鎖，大大改進了其性能。
53. synchronized 和 volatile 的區別是什么？
- volatile 是變量修飾符；synchronized 是修飾類、方法、代碼段。
- volatile 僅能實現變量的修改可見性，不能保證原子性；而 synchronized 則可以保證變量的修改可見性和原子性。
- volatile 不會造成線程的阻塞；synchronized 可能會造成線程的阻塞。
- volatile 標記的變量不會被編譯器優化；synchronized 標記的變量可以被編譯器優化
54. synchronized 和 Lock 有什么區別？
- synchronized 可以給類、方法、代碼塊加鎖；而 lock 只能給代碼塊加鎖。
- synchronized 不需要手動獲取鎖和釋放鎖，使用簡單，發生異常會自動釋放鎖，不會造成死鎖；而 lock 需要自己加鎖和釋放鎖，如果使用不當沒有 unLock()去釋放鎖就會造成死鎖。
- 通過 Lock 可以知道有沒有成功獲取鎖，而 synchronized 卻無法辦到。
55. synchronized 和 ReentrantLock 區別是什么？
synchronized 早期的實現比較低效，對比 ReentrantLock，大多數場景性能都相差較大，但是在 Java 6 中對 synchronized 進行了非常多的改進。
主要區別如下：
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- ReentrantLock 使用起來比較靈活，但是必須有釋放鎖的配合動作；
- ReentrantLock 必須手動獲取與釋放鎖，而 synchronized 不需要手動釋放和開啟鎖；
- ReentrantLock 只適用於代碼塊鎖，而 synchronized 可用於修飾方法、代碼塊等。
56. 說一下 atomic 的原理
atomic 主要利用 CAS (Compare And Wwap) 和 volatile 和 native 方法來保證原子操作，從而避免 synchronized 的高開銷，執行效率大為提升。