什么是线程和进程? 线程与进程的关系,区别及优缺点？
线程、进程的基本概念
- 线程：线程是一个比进程更小的执行单位，一个进程在执行的过程中可以有多个线程。多个线程共享同一个进程的资源。并且各个线程之间切换所消耗的资源较进程间的切换少。
- 进程：进程是资源分配的基本单位，是运行中的程序，进程拥有一系列的资源：比如CPU时间，内存空间、IO设备等。
关系：一个进程中可以有多个线程
区别：
- 进程拥有独立的资源，线程不拥有独立的资源，线程可以访问隶属于进程的资源
- 进程创建和撤销的开销较线程大，在创建进程时，系统要为进程分配或回收资源，如内存空间、I/O设备等。同理在进程切换时，开销较线程大，涉及到保存当前CPU环境以及加载新调度进程的CPU环境，而线程切换只需要保存和加载少量寄存器内容。
- 进程通信需要借助IPC，线程通信可以通过访问统一进程的资源。
说说并发与并行的区别?
并发：指同一时刻只有一条指令执行，但多个进程被快速轮换执行，达到在宏观上多个进程共同执行的效果。并发在微观上并不是同时执行，只是把时间分成多段，使进程得到轮流得到时间片快速交替执行。
并行：指在同一时刻，有多条指令在处理器上同时执行，无论在宏观还是在微观上，都是在一起执行的。
并行一般在多处理器系统中存在 ，并发在单处理和多处理器系统中都存在。
为什么要使用多线程呢?
- 搭配和适应多处理器核心，如果进行一个复杂的运算，只有一个线程的话，CPU只有一个核心被用到，而创建多个线程可以让多个CPU核心被用到，这样提高了CPU的利用率。
- 针对IO事件较多的情况，可以使用多线程来分别处理IO操作和计算操作，这样CPU不必专门空闲来等待IO事件处理完毕。
- 提高响应时间，提高用户体验，可以将一些数据一致性不强的操作使用其他线程处理，达到异步处理的效果，这样使响应用户请求可以先处理完成，缩短了响应的时间。
使用多线程可能带来什么问题?（内存泄漏、死锁、线程不安全等等）
出现内存泄漏、死锁、线程不安全的情况。
创建线程有哪几种方式？
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口
- 实现Callable接口，并用FutureTask封装
说说线程的生命周期和状态?
- 线程被创建之后处于NEW被创建的状态
- 调用start()方法后进入ready就绪状态
- 线程获得了时间片后处于Running运行状态，时间片用完或者使用yield()函数回到ready就绪状态
- 当线程执行wait()方法后进入WATING等待状态，而等待状态需要其他线程调用notify相关的通知函数才能返回到可运行的状态
- 而线程使用
sleep()或者把毫秒数作为参数的wait()方法后会进入TIME_WATING超时等待状态，到达一定时间后线程会返回到可运行的状态 - 当线程调用同步方法时，若没有获取到锁，会进入BLOCK阻塞状态。
- 当线程执行任务完成之后进入到TERMINATED终止状态
什么是上下文切换?
CPU核心为了让多个进程并发进行，采取的策略是为每个进程分配时间片并轮转快速切换，当一个进程时间片用户按就会处于就绪状态，让出计算资源给其他进程，这个过程就属于一次上下文切换。
上下文切换主要做了这些事情，在当前任务执行完CPU时间片切换到另外一个任务之前会保存自己的状态，以便下次得到时间片时加载运行环境继续执行任务。任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。
什么是线程死锁?
多个线程同时被阻塞，他们之中一直在等待某个互斥资源的释放，因为线程在无限期等待，所以此程序不能正常完成并终止运行。
一般死锁需具备以下条件：
- 互斥条件：该资源为互斥资源，只能被一个线程占用
- 保持与请求条件：该线程对已拥有资源不放，并因请求其他资源而阻塞
- 不可抢占剥夺：线程已获得的资源在使用完成之前不能被其他线程抢占，只能有该线程显式的释放。
- 环路等待条件：若干个进程形成了一个互相请求资源并等待的环路。
如何避免死锁?
只需要破坏死锁必要条件中的一个就可以
- 破坏互斥条件：例如脱机打印机技术，它允许多个进程同时输出，但唯一获得物理打印机资源的是打印机守护进程。
- 破坏保持和请求条件：一次性申请并拥有所需要的所有资源
- 破坏不可剥夺条件：若线程申请不到其他资源，主动释放所占有的资源
- 破坏环路等待条件：给资源统一编号，进程只能按照编号顺序来请求资源
说说 sleep() 方法和 wait() 方法区别和共同点?
两者都可以暂停线程的执行，区别在于
- sleep方法不会释放已持有的锁，而wait方法会释放已持有的锁
- wait()空参方法 被调用后不会自动苏醒，需要其他的线程调用同一个对象的notify()或notifyAll()方法。sleep()方法或者使用带时间参数的wait(long timeout)方法在超时后线程自动会苏醒。
为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法，为什么我们不能直接调用 run() 方法？
调用了start方法线程会进入就绪状态，在线程获得时间片后会进入运行状态并自动调用run方法。而直接运行run方法会把run方法当做一个当前线程环境下的普通方法去运行，而不是我们期望的多线程运行方式。
所以调用start方法可以让线程进入就绪状态并开始自动调用run方法，而直接调用run方法只是一个普通方法调用，还是在主线程里执行。
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