并发多线程八股

1.Java里面的线程和操作系统的线程一样吗？

• Java程序创建的线程和操作系统的线程是一对一的，java底层会调用pthread_create来创建线程。

2.Java的线程安全在三个方面体现：

• 原子性：要么所有操作一起成功执行，要么一起失败回滚（atomic包，synchronized关键字）。
• 可见性：保证线程对内存的修改可以及时被其他线程看见（synchronized关键字，volatile关键字）。
• 有序性：指程序执行顺序符合预期，不会因为指令重排序后导致的乱序而出现错误（happens-before原则）。

3.保证数据一致性的方案

• 事务管理ACID
• 锁机制（synchronized、ReentrantLock）
• CAS乐观锁

4.线程创建的方式

1）Thread类

• 继承Thread类，重写run(。
• 优点：编程简单，访问当前线程无需使用Thread.currentThread(), 直接使用this即可获取当前线程。
• 缺点：继承了Thread类就不能继承其他父类。

2）Runnable接口

• 实现Runnable接口，重写run()，然后将runnable对象作为参数传递给Thread类的构造器；
• 优点：
  • 还可以继承其他类。
  • 多个线程共享同一个目标对象，适合多个相同线程来处理同一份资源的情况；
• 缺点：编程稍复杂，访问当前对象需使用Thread.currentThread()方法。

3）Callable接口和FutureTask

• Callable接口类相较于Runnable，其有call()方法可以有返回值并且可以抛出异常。执行callable任务，需将它包装进一个FutureTask，因为Thread类的构造器只接收Runnable参数，而FutureTask实现了Runnable接口。
• 缺点：编程复杂，访问当前线程需调用Thread.currentThread()。
• 优点：
  • 可以继承其他类。
  • 可以多个线程共享一个target对象，非常适合多线程处理同一份资源的情形。

4）线程池（executor框架）

• 可以使用executors类的静态方法创建不同类型的线程池。
• 缺点：线程池增加了程序的复杂度。
• 优点：
  • 线程重用，降低资源消耗。
  • 提高响应速度，因为线程池的线程是预先创建好的。
  • 提高系统稳定性，因为线程池可以限制并发线程数量。
  • 支持任务队列存储待执行的任务，避免任务丢失。

5.启动一个线程

• start()，线程会进入就绪状态。

6.停止一个线程

• interrupt()修改中断状态标志位为true，run()中判断当前程序状态，中断状态就抛出InterruptedException异常。
• stop(),已弃用，清理工作不到位。
• return停止线程，interrupt()修改中断状态标志位为true后，run()中判断当前程序状态，中断状态就return。

7.Java线程的状态有哪些

• 可以调用Thread中的getState()方法获取当前线程状态;
• NEW:初始化状态；
• RUNNABLE：就绪状态；
• BLOCKED：阻塞状态，一般是获取锁的时候进行阻塞；
• WAITING:无时限等待状态，一般是调用了wait()方法之后进行阻塞，正在等待另一个线程执行某些操作（如：notify()）；
• TIME_WAITING：有时限等待状态，一般是调用了sleep()方法后进行阻塞；
• TERMINATED：终止状态。

8.sleep()和wait()的区别

• 分类不同,sleep()是Thread类的静态方法，wait()是Object类的实例方法，wait()必须通过对象来调用；
• sleep()线程不会释放持有的对象锁，但会主动让出CPU时间片，时间结束自动进入就绪状态，wait()线程会释放持有的对象锁，直到被其他线程调用相同对象的notify()唤醒；
• sleep()可以在任意位置调用，无需事先获取锁。Wait()必须在synchronized 代码块内调用，即要求线程需持有该对象的锁，否则抛出异常IllegalMonitorStateException

9.BLOCKED和WAITING的区别

• BLOCKED是锁竞争失败后被动触发的状态;WAITING是人为的主动触发的状态。
• BLOCKED的唤醒是其他线程释放锁后自动触发的，WAITING必须通过特定方法来主动唤醒。

10.WAITING进入RUNNABLE的核心机制

• 外部事件触发
• 资源可用性变化

11.不同的线程之间如何通信

1）修改共享变量

• volatile关键字用于保证变量的可见性。当一个变量被声明为volatile时，它会保证该变量的写操作会立即刷新到主内存中，而读操作会从主内存中读取最新的值。

2）等待通知机制

• Object类下的wait(),notify(),notifyAll();
• LockSupport类下的park(),unpark()方法，唤醒指定线程；
• Condition类下的await(),signal(),signalAll()；
  • ReentrantLock是Lock接口的一个实现类，condition通过lock.newCondition()方法创建；
  • 可以创建多个等待集（存的是等待唤醒的对象），如：生产者、消费者，这样可以实现生产者消费者互相唤醒。

import java.util.concurrent.locks.Condition; 
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class LockConditionExample {private static final Lock lock = new ReentrantLock();private static final Condition condition = lock.newCondition();public static void main(String[] args) {......}
}

3）同步辅助类

4）计数信号量

12.停止一个线程

• 通过共享标志位主动终止（volatile关键字）；
• 中断机制（Thread.interrupt()）；
• 线程池的Future.cancel()停止线程（任务需通过线程池提交，且依赖中断机制）；
• 不可中断，则关闭资源。

13.参考

https://www.xiaolincoding.com/interview/juc.html#%E5%A4%9A%E7%BA%BF%E7%A8%8B