多線程
1.並行和並發有什么區別？
並行：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。
並發：多個處理器或多核處理器同時處理多個任務。
如下圖：
並發和並行
並發 = 兩個隊列和一台咖啡機。
並行 = 兩個隊列和兩台咖啡機。
2.線程和進程的區別？
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。
3.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。
4.創建線程有哪幾種方式？
創建線程有三種方式：
繼承 Thread 重新 run 方法；
實現 Runnable 接口；
實現 Callable 接口。
5. 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。
6.線程有哪些狀態？
線程的狀態：
NEW 尚未啟動RUNNABLE 正在執行中
BLOCKED 阻塞的（被同步鎖或者 IO 鎖阻塞）
WAITING 永久等待狀態
TIMED_WAITING 等待指定的時間重新被喚醒的狀態
TERMINATED 執行完成
7. 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。
8. 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。
9.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。
10.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。
11.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。
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。
12.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();}
13. 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。
14.什么是死鎖？
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。
15.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。
16.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。
17.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。
18.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。
19.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。
20.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：
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。
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。
21. 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。