多线程面试题

1、进程和线程的区别？

进程是对运行时程序的封装，是系统进行资源调度和分配的的基本单位，实现了操作系统的并发； 线程是进程的子任务，是CPU调度和分派的基本单位，用于保证程序的实时性，实现进程内部的并发；线程是操作系统可识别的最小执行和调度单位。 每个线程都独自占用一个虚拟处理器：独自的寄存器组，指令计数器和处理器状态。

2、什么是原子性、可见性、有序性？

原子性：一个操作或多个操作要么全部执行完成且执行过程不被中断，要么就不执行。
可见性：当多个线程同时访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。
有序性：程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

1、原子性
在Java中，对基本数据类型的变量的读取和赋值操作是原子性操作，即这些操作是不可被中断，要么执行，要么不执行。

X=10; //原子性（简单的读取、将数字赋值给变量）
Y = x; //变量之间的相互赋值，不是原子操作
X++; //对变量进行计算操作
X = x+1;

语句2实际包括两个操作，它先要去读取x的值，再将y值写入，两个操作分开是原子性的。合在一起就不是原子性的。
语句3、4:x++ x=x+1包括3个操作：读取x的值，x+1，将x写入
注：可以通过 synchronized和Lock实现原子性。因为synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程访问该代码块。

2、可见性
Java提供了volatile关键字保证可见性。

当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值立即被其他的线程看到，即修改的值立即更新到主存中，当其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。

Synchronized和Lock也可以保证可见性，因为它们可以保证任一时刻只有一个线程能访问共享资源，并在其释放锁之前将修改的变量刷新到内存中，
3、有序性
在Java里面，可以通过volatile关键字来保证一定的“有序性”（具体原理在下一节讲述volatile关键字）。另外可以通过synchronized和Lock来保证有序性，很显然，synchronized和Lock保证每个时刻是有一个线程执行同步代码，相当于是让线程顺序执行同步代码，自然就保证了有序性。

Java内存模型：每个线程都有自己的工作内存（类似于前面的高速缓存）。线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接对主存进行操作。并且每个线程不能访问其他线程的工作内存。
Java内存模型具备一些先天的“有序性”，即不需要通过任何手段就能够得到保证的有序性，这个通常也称为happens-before 原则。如果两个操作的执行次序无法从happens-before原则推导出来，那么它们就不能保证它们的有序性，虚拟机可以随意地对它们进行重排序。

指令重排序：java语言规范规定JVM线程内部维持顺序化语义。即只要程序的最终结果与它顺序化情况的结果相等，那么指令的执行顺序可以与代码顺序不一致，此过程叫指令的重排序。
指令重排序的意义：JVM能根据处理器特性（CPU多级缓存系统、多核处理器等）适当的对机器指令进行重排序，使机器指令能更符合CPU的执行特性，最大限度的发挥机器性能。

下面就来具体介绍下happens-before原则（先行发生原则）：
程序次序规则：一个线程内，按照代码顺序，书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作
锁定规则：一个unLock操作先行发生于后面对同一个锁额lock操作
volatile变量规则：对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作。如果一个线程先去写一个变量，然后一个线程去进行读取，那么写入操作肯定会先行发生于读操作。
传递规则：如果操作A先行发生于操作B，而操作B又先行发生于操作C，则可以得出操作A先行发生于操作C。
线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每个一个动作
线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
线程终结规则：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行
对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始

3、为什么要使用多线程？

• 充分的利用 CPU 和 I/O 的利用率

• 合理的场景+合理的线程数 得到运行效率的提升。

  
  4、创建线程有哪几种方式？

  new Thread,implement Runnable Callable 线程池

  
  5、什么是守护线程？

  守护线程是程序运行的时候在后台提供一种通用服务的线程。所有用户线程停止，进程会停掉所有守护线程，退出程序。
  Java中把线程设置为守护线程的方法：在 start 线程之前调用线程的 setDaemon(true) 方法。

  
  6、线程的状态有哪几种？怎么流转的？

  线程在一定条件下，状态会发生变化。线程一共有以下几种状态：
  1、新建状态(New)：新创建了一个线程对象。
  2、就绪状态(Runnable)：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于“可运行线程池”中，变得可运行，只等待获取 CPU的使用权。即在就绪状态的进程除CPU之外，其它的运行所需资源都已全部获得。
  3、运行状态(Running)：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。
  4、阻塞状态(Blocked)：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。
  阻塞的情况分三种：
  (1)、等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，该线程会释放占用的所有资源，JVM会把该线程放入“等待池”中。进入这个状态后，是不能自动唤醒的，必须依靠其他线程调用notify()或notifyAll()方法才能被唤醒。
  (2)、同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入“锁池”中。
  (3)、其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
  ——当线程试图获取某个对象的同步锁时，如果该锁被其他线程所持有，则当前线程进入阻塞状态，如果想从阻塞状态进入就绪状态必须得获取到其他线程所持有的锁。
  ——当线程调用了一个阻塞式的IO方法时，该线程就会进入阻塞状态，如果想进入就绪状态就必须要等到这个阻塞的IO方法返回。
  ——当线程调用了某个对象的wait（）方法时，也会使线程进入阻塞状态，notify（）方法唤醒。
  ——调用了Thread的sleep（long millis）。线程睡眠时间到了会自动进入阻塞状态。
  ——一个线程调用了另一个线程的join（）方法时，当前线程进入阻塞状态。等新加入的线程运行结束后会结束阻塞状态，进入就绪状态。
  5、死亡状态(Dead)：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。
  

  
  7、线程的优先级有什么用？

• 当前线程未指定优先级时，所有线程均为普通优先级。

• 优先级从1到10范围指定。10显示最高优先级，1显示最低优先级，5显示普通优先级。优先级最高的线程优先执行。但是，不能保证线程在启动时进入运行状态。
• 与在线程池中等待运行机会的线程相比，运行的线程可能总是有更高的优先级。
• 由调度程序决定执行哪个线程。
• t.setPriority()用于设定线程的优先级。
• 在线程开始方法被调用之前，请记住线程的优先级。
• MIN_PRIORITY、MAX_PRIORITY、NORM_PRIORITY等，设定优先级Java线程的优先级是整数。

  
  8、我们常说的 JUC 是指什么？

  https://blog.51cto.com/u_9177933/3002229

  
  9、i++ 是线程安全的吗？

  不是，违反原子性

  
  10、join 方法有什么用？什么原理？

  join()方法实现是通过wait()（小提示：Object 提供的方法）。 当main线程调用threadA.join时候，main线程会获得线程对象threadA的锁（wait 意味着拿到该对象的锁),调用该对象的wait(等待时间)，直到该对象唤醒main线程 （也就是子线程threadA执行完毕退出的时候）

  
  11、如何让一个线程休眠？

  Thread.sleep

  
  12、启动一个线程是用 start 还是 run 方法？

  start

  
  13、start 和 run 方法有什么区别？

  start开辟线程执行，run是在main中执行方法

  
  14、sleep 和 wait 方法有什么区别？

  sleep、wait调用后都会暂停当前线程并让出CPU的执行时间，但不同的是sleep不会释放当前持有对象的锁资源，到时间后会继续执行，而wait会释放所有的锁并需要notify/notifyAll后重新获取到对象资源后才能继续执行。

  
  15、Thread.yield 方法有什么用？

  Thread. yield( )方法： 使当前线程从执行状态（运行状态）变为可执行态（就绪状态）。 cpu会从众多的可执行态里选择，也就是说，当前也就是刚刚的那个线程还是有可能会被再次执行到的，并不是说一定会执行其他线程而该线程在下一次中不会执行到了。

  
  16、yield 和 sleep 有什么区别？

  yield()方法和sleep()方法类似，也不会释放“锁标志”， 区别在于： 1：sleep方法需要参数，而yield方法不需要参数。 2： sleep()方法给其他线程运行机会时不考虑其他线程的优先级，因此会给低优先级的线程运行的机会；yield()方法只会给相同优先级或更高优先级的线程运行的机会。

  
  17、怎么理解 Java 中的线程中断？

  
  18、你怎么理解多线程分组？

  ThreadGroup

  
  19、你怎么理解 wait、notify、notifyAll？

  wait()
  public final void wait() throws InterruptedException,IllegalMonitorStateException
  该方法用来将当前线程置入休眠状态，直到接到通知或被中断为止。在调用 wait()之前，线程必须要获得该对象的对象级别锁，即只能在同步方法或同步块中调用 wait()方法。进入 wait()方法后，当前线程释放锁。在从 wait()返回前，线程与其他线程竞争重新获得锁。如果调用 wait()时，没有持有适当的锁，则抛出 IllegalMonitorStateException，它是 RuntimeException 的一个子类，因此，不需要 try-catch 结

notify()
public final native void notify() throws IllegalMonitorStateException
该方法也要在同步方法或同步块中调用，即在调用前，线程也必须要获得该对象的对象级别锁，的如果调用 notify()时没有持有适当的锁，也会抛出 IllegalMonitorStateException。
该方法用来通知那些可能等待该对象的对象锁的其他线程。如果有多个线程等待，则线程规划器任意挑选出其中一个 wait()状态的线程来发出通知，并使它等待获取该对象的对象锁（notify 后，当前线程不会马上释放该对象锁，wait 所在的线程并不能马上获取该对象锁，要等到程序退出 synchronized 代码块后，当前线程才会释放锁，wait所在的线程也才可以获取该对象锁），但不惊动其他同样在等待被该对象notify的线程们。当第一个获得了该对象锁的 wait 线程运行完毕以后，它会释放掉该对象锁，此时如果该对象没有再次使用 notify 语句，则即便该对象已经空闲，其他 wait 状态等待的线程由于没有得到该对象的通知，会继续阻塞在 wait 状态，直到这个对象发出一个 notify 或 notifyAll。这里需要注意：它们等待的是被 notify 或 notifyAll，而不是锁。这与下面的 notifyAll()方法执行后的情况不同。

notifyAll()
public final native void notifyAll() throws IllegalMonitorStateException
该方法与 notify ()方法的工作方式相同，重要的一点差异是：
notifyAll 使所有原来在该对象上 wait 的线程统统退出 wait 的状态（即全部被唤醒，不再等待 notify 或 notifyAll，但由于此时还没有获取到该对象锁，因此还不能继续往下执行），变成等待获取该对象上的锁，一旦该对象锁被释放（notifyAll 线程退出调用了 notifyAll 的 synchronized 代码块的时候），他们就会去竞争。如果其中一个线程获得了该对象锁，它就会继续往下执行，在它退出 synchronized 代码块，释放锁后，其他的已经被唤醒的线程将会继续竞争获取该锁，一直进行下去，直到所有被唤醒的线程都执行完毕。

20、同步和异步的区别？

同步就是指一个进程在执行某个请求的时候，若该请求需要一段时间才能返回信息，那么这个进程将会一直等待下去，直到收到返回信息才继续执行下去； 异步是指进程不需要一直等下去，而是继续执行下面的操作，不管其他进程的状态。 当有消息返回时系统会通知进程进行处理，这样可以提高执行的效率。

21、什么是死锁？

死锁描述的是两个或多个线程由于相互等待而永远被阻塞的情况。导致死锁的原因有很多。线程分析器可检测由于不恰当使用互斥锁而导致的死锁。此类死锁通常发生在多线程应用程序中。
满足以下所有条件时，包含两个或多个线程的进程可能会进入死锁状态：
已持有锁的线程请求新锁
同时发出对新锁的请求
两个或多个线程形成一个循环链，其中每个线程都在等待链中下一个线程持有的锁

（1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
（2） 不剥夺条件：进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（3） 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（4） 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

22、怎么避免死锁？

以同样的顺序加锁和释放锁，也就是破坏了第四个条件

23、什么是活锁？

活锁指的是任务或者执行者没有被阻塞，由于某些条件没有满足，导致一直重复尝试—失败—尝试—失败的过程。 处于活锁的实体是在不断的改变状态，活锁有可能自行解开。

24、什么是无锁？

什么是CAS无锁机制？
CAS：Compare and Swap，即比较再交换。
jdk5增加了并发包java.util.concurrent.*,其下面的类使用CAS算法实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。

CAS算法理解：
（1）与锁相比，使用比较交换（下文简称CAS）会使程序看起来更加复杂一些。但由于其非阻塞性，它对死锁问题天生免疫，并且，线程间的相互影响也远远比基于锁的方式要小。更为重要的是，使用无锁的方式完全没有锁竞争带来的系统开销，也没有线程间频繁调度带来的开销，因此，它要比基于锁的方式拥有更优越的性能。
（2）无锁的好处：
第一，在高并发的情况下，它比有锁的程序拥有更好的性能；
第二，它天生就是死锁免疫的。
就凭借这两个优势，就值得我们冒险尝试使用无锁的并发。
（3）CAS算法的过程是这样：它包含三个参数CAS(V,E,N): V表示要更新的变量，E表示预期值，N表示新值。仅当V值等于E值时，才会将V的值设为N，如果V值和E值不同，则说明已经有其他线程做了更新，则当前线程什么都不做。最后，CAS返回当前V的真实值。
（4）CAS操作是抱着乐观的态度进行的，它总是认为自己可以成功完成操作。当多个线程同时使用CAS操作一个变量时，只有一个会胜出，并成功更新，其余均会失败。失败的线程不会被挂起，仅是被告知失败，并且允许再次尝试，当然也允许失败的线程放弃操作。基于这样的原理，CAS操作即使没有锁，也可以发现其他线程对当前线程的干扰，并进行恰当的处理。
（5）简单地说，CAS需要你额外给出一个期望值，也就是你认为这个变量现在应该是什么样子的。如果变量不是你想象的那样，那说明它已经被别人修改过了。你就重新读取，再次尝试修改就好了。
（6）在硬件层面，大部分的现代处理器都已经支持原子化的CAS指令。在JDK 5.0以后，虚拟机便可以使用这个指令来实现并发操作和并发数据结构，并且，这种操作在虚拟机中可以说是无处不在。

CAS无锁机制 三个参数
V :需要更新的变量 主内存中的
E ：预期值 本地内存的
N ：新值
如果：
V=E 说明没有被修改过 将V的值设为N
V!=E 说明被修改过 ，说明已经有其他线程做了更新，则当前线程重新计算，返回计算后的值
CAS比较与交换的伪代码可以表示为
do{
备份旧数据；
基于旧数据构造新数据；
}while(!CAS( 内存地址，备份的旧数据，新数据 ))
就是指当两者进行比较时，如果相等，则证明共享数据没有被修改，替换成新值，然后继续往下运行；如果不相等，说明共享数据已经被修改，放弃已经所做的操作，然后重新执行刚才的操作。容易看出 CAS 操作是基于共享数据不会被修改的假设，采用了类似于数据库的 commit-retry 的模式。当同步冲突出现的机会很少时，这种假设能带来较大的性能提升。

25、什么是线程饥饿？

26、什么是 CAS？

27、阻塞和非阻塞的区别？

28、并发和并行的区别？

29、为什么不推荐使用 stop 停止线程？

30、如何优雅地终止一个线程？

31、Synchronized 同步锁有哪几种用法？

32、什么是重入锁（ReentrantLock）？

33、Synchronized 与 ReentrantLock 的区别？

34、synchronized 锁的是什么?

35、什么是读写锁？

36、公平锁和非公平锁的区别？

37、有哪些锁优化的方式？

38、什么是偏向锁？

39、什么是轻量级锁？

40、什么是自旋锁？

41、什么是锁消除？

42、什么是锁粗化？

43、什么是重量级锁？

44、什么是线程池？

45、使用线程池有什么好处？

46、创建一个线程池有哪些核心参数？

47、线程池的工作流程是怎样的？

48、Java 里面有哪些内置的线程池？

49、为什么阿里不让用 Executors 创建线程池？

50、线程池的拒绝策略有哪几种？

51、如何提交一个线程到线程池？

52、线程池 submit 和 execute 有什么区别？

53、如何查看线程池的运行状态？

54、如何设置线程池的大小？

55、如何关闭线程池？

56、AQS 是什么？

57、AQS 的底层原理是什么？

58、Java 中的 Fork Join 框架有什么用？

59、ThreadLocal 有什么用？

60、ThreadLocal 有什么副作用？

61、volatile 关键字有什么用？

62、volatile 有哪些应用场景？

63、CyclicBarrier 有什么用？

64、CountDownLatch 有什么用？

65、CountDownLatch 与 CyclicBarrier 的区别？

66、Semaphore 有什么用？

67、Exchanger 有什么用？

68、LockSupport 有什么用？

69、Java 中原子操作的类有哪些？

70、什么是 ABA 问题？怎么解决？

71、Java 并发容器，你知道几个？

72、什么是阻塞队列？

73、阻塞队列有哪些常用的应用场景？

74、Java 中的阻塞的队列有哪些？

75、什么是幂等性