多线程面试题

           德艺双馨杨老师

1.什么是线程

线程，有时被称为轻量级进程(Lightweight Process，LWP），是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC），寄存器集合和堆栈组成。另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点儿在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。就绪状态是指线程具备运行的所有条件，逻辑上可以运行，在等待处理机；运行状态是指线程占有处理机正在运行；阻塞状态是指线程在等待一个事件（如某个信号量），逻辑上不可执行。每一个程序都至少有一个线程，若程序只有一个线程，那就是程序本身。

线程是程序中一个单一的顺序控制流程。进程内有一个相对独立的、可调度的执行单元，是系统独立调度和分派CPU的基本单位指令运行时的程序的调度单位。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。

2.多线程的优点 缺点

为了解决负载均衡问题,充分利用CPU资源.为了提高CPU的使用率,采用多线程的方式去同时完成几件事情而不互相干扰.为了处理大量的IO操作时或处理的情况需要花费大量的时间等等,比如:读写文件,视频图像的采集,处理,显示,保存等

多线程的好处:

1.使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理

2.用户界面更加吸引人,这样比如用户点击了一个按钮去触发某件事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度

3.程序的运行效率可能会提高

4.在一些等待的任务实现上如用户输入,文件读取和网络收发数据等,线程就比较有用了.

多线程的缺点:

1.如果有大量的线程,会影响性能,因为操作系统需要在它们之间切换.

2.更多的线程需要更多的内存空间

3.线程中止需要考虑对程序运行的影响.

4.通常块模型数据是在多个线程间共享的,需要防止线程死锁情况的发生

3.多线程的实现方式  

https://blog.csdn.net/king_kgh/article/details/78213576  这是6种实现方式的介绍

· 1.继承Thread类，重写run方法

· 2.实现Runnable接口，重写run方法，实现Runnable接口的实现类的实例对象作为Thread构造函数的target

· 3.通过Callable和FutureTask创建线程

· 4.通过线程池创建线程

前面两种可以归结为一类：无返回值，原因很简单，通过重写run方法，run方式的返回值是void，所以没有办法返回结果
后面两种可以归结成一类：有返回值，通过Callable接口，就要实现call方法，这个方法的返回值是Object，所以返回的结果可以放在Object对象中

4.什么是线程局部变量？

      线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程自身所有，不在多个线程间共享。Java 提供 ThreadLocal 类来支持线程局部变量，是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使用线程局部变量的时候要特别小心，在这种情况下，工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放，Java 应用就存在内存泄露的风险。

5.volatile与synchronized的区别，底层实现

首先两者都是用来确保数据的一致性的，volatile它能够使变量在值发生改变时尽快让其他线程知道，为什么要这么做呢？编译器为了加快程序运行速度，对一些变量的写操作会现在寄存器或者是cpu缓存上进行，最后才写入内存，这个过程，变量的新值对其他线程是不可见的，而volatile的作用就是使它修饰的变量的读写操作都必须在内存中进行

区别：

Volatile本质是告诉jvm当前变量在寄存器中的值是不安全的需要从内存中读取，sychronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问到该变量其他线程被阻塞

Volatile只能作用于变量，synchronized则是可以使用在变量和方法上

Volatile仅能实现变量的修改可见性,但不具备原子特性,而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性

volatile不会造成线程的阻塞,而synchronized可能会造成线程的阻塞

volatile标记的变量不会被编译器优化,而synchronized标记的变量可以被编译器优化

补充：

因此，在使用volatile关键字时要慎重，并不是只要简单类型变量使用volatile修饰，对这个变量的所有操作都是原来操作，当变量的值由自身的上一个决定时，如n=n+1、n++ 等，volatile关键字将失效，只有当变量的值和自身上一个值无关时对该变量的操作才是原子级别的，如n = m + 1，这个就是原级别的。所以在使用volatile关键时一定要谨慎，如果自己没有把握，可以使用synchronized来代替volatile

6.线程的生命周期

1.线程的生命周期
线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。

(1)生命周期的五种状态

   新建（new Thread）
当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）。
例如：Thread  t1=new Thread();

就绪（runnable）
线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如：t1.start();

运行（running）
线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。

死亡（dead）
当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

自然终止：正常运行run()方法后终止

异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行

堵塞（blocked）
由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。

正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。

正在等待：调用wait()方法。（调用motify()方法回到就绪状态）

被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）

2.常用方法

void run()   创建该类的子类时必须实现的方法

void start() 开启线程的方法

static void sleep(long t) 释放CPU的执行权，不释放锁

static void sleep(long millis,int nanos)

final void wait()释放CPU的执行权，释放锁

final void notify()

static void yied()可以对当前线程进行临时暂停（让线程将资源释放出来）

3.（1）结束线程原理：就是让run方法结束。而run方法中通常会定义循环结构，所以只要控制住循环即可

(2)方法----可以boolean标记的形式完成，只要在某一情况下将标记改变，让循环停止即可让线程结束

（3）public final void join()//让线程加入执行，执行某一线程join方法的线程会被冻结，等待某一线程执行结束，该线程才会恢复到可运行状态

4. 临界资源：多个线程间共享的数据称为临界资源

（1）互斥锁

a.每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。

b.Java对象默认是可以被多个线程共用的，只是在需要时才启动“互斥锁”机制，成为专用对象。

c.关键字synchronized用来与对象的互斥锁联系

d.当某个对象用synchronized修饰时，表明该对象已启动“互斥锁”机制，在任一时刻只能由一个线程访问，即使该线程出现堵塞，该对象的被锁定状态也不会解除，其他线程任不能访问该对象。

多线程面试题

           德艺双馨杨老师

1.什么是线程

线程，有时被称为轻量级进程(Lightweight Process，LWP），是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC），寄存器集合和堆栈组成。另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点儿在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。就绪状态是指线程具备运行的所有条件，逻辑上可以运行，在等待处理机；运行状态是指线程占有处理机正在运行；阻塞状态是指线程在等待一个事件（如某个信号量），逻辑上不可执行。每一个程序都至少有一个线程，若程序只有一个线程，那就是程序本身。

线程是程序中一个单一的顺序控制流程。进程内有一个相对独立的、可调度的执行单元，是系统独立调度和分派CPU的基本单位指令运行时的程序的调度单位。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。

2.多线程的优点 缺点

为了解决负载均衡问题,充分利用CPU资源.为了提高CPU的使用率,采用多线程的方式去同时完成几件事情而不互相干扰.为了处理大量的IO操作时或处理的情况需要花费大量的时间等等,比如:读写文件,视频图像的采集,处理,显示,保存等

多线程的好处:

1.使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理

2.用户界面更加吸引人,这样比如用户点击了一个按钮去触发某件事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度

3.程序的运行效率可能会提高

4.在一些等待的任务实现上如用户输入,文件读取和网络收发数据等,线程就比较有用了.

多线程的缺点:

1.如果有大量的线程,会影响性能,因为操作系统需要在它们之间切换.

2.更多的线程需要更多的内存空间

3.线程中止需要考虑对程序运行的影响.

4.通常块模型数据是在多个线程间共享的,需要防止线程死锁情况的发生

3.多线程的实现方式  

https://blog.csdn.net/king_kgh/article/details/78213576  这是6种实现方式的介绍

· 1.继承Thread类，重写run方法

· 2.实现Runnable接口，重写run方法，实现Runnable接口的实现类的实例对象作为Thread构造函数的target

· 3.通过Callable和FutureTask创建线程

· 4.通过线程池创建线程

前面两种可以归结为一类：无返回值，原因很简单，通过重写run方法，run方式的返回值是void，所以没有办法返回结果
后面两种可以归结成一类：有返回值，通过Callable接口，就要实现call方法，这个方法的返回值是Object，所以返回的结果可以放在Object对象中

4.什么是线程局部变量？

      线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程自身所有，不在多个线程间共享。Java 提供 ThreadLocal 类来支持线程局部变量，是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使用线程局部变量的时候要特别小心，在这种情况下，工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放，Java 应用就存在内存泄露的风险。

5.volatile与synchronized的区别，底层实现

首先两者都是用来确保数据的一致性的，volatile它能够使变量在值发生改变时尽快让其他线程知道，为什么要这么做呢？编译器为了加快程序运行速度，对一些变量的写操作会现在寄存器或者是cpu缓存上进行，最后才写入内存，这个过程，变量的新值对其他线程是不可见的，而volatile的作用就是使它修饰的变量的读写操作都必须在内存中进行

区别：

Volatile本质是告诉jvm当前变量在寄存器中的值是不安全的需要从内存中读取，sychronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问到该变量其他线程被阻塞

Volatile只能作用于变量，synchronized则是可以使用在变量和方法上

Volatile仅能实现变量的修改可见性,但不具备原子特性,而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性

volatile不会造成线程的阻塞,而synchronized可能会造成线程的阻塞

volatile标记的变量不会被编译器优化,而synchronized标记的变量可以被编译器优化

补充：

因此，在使用volatile关键字时要慎重，并不是只要简单类型变量使用volatile修饰，对这个变量的所有操作都是原来操作，当变量的值由自身的上一个决定时，如n=n+1、n++ 等，volatile关键字将失效，只有当变量的值和自身上一个值无关时对该变量的操作才是原子级别的，如n = m + 1，这个就是原级别的。所以在使用volatile关键时一定要谨慎，如果自己没有把握，可以使用synchronized来代替volatile

6.线程的生命周期

1.线程的生命周期
线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。

(1)生命周期的五种状态

   新建（new Thread）
当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）。
例如：Thread  t1=new Thread();

就绪（runnable）
线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如：t1.start();

运行（running）
线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。

死亡（dead）
当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

自然终止：正常运行run()方法后终止

异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行

堵塞（blocked）
由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。

正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。

正在等待：调用wait()方法。（调用motify()方法回到就绪状态）

被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）

2.常用方法

void run()   创建该类的子类时必须实现的方法

void start() 开启线程的方法

static void sleep(long t) 释放CPU的执行权，不释放锁

static void sleep(long millis,int nanos)

final void wait()释放CPU的执行权，释放锁

final void notify()

static void yied()可以对当前线程进行临时暂停（让线程将资源释放出来）

3.（1）结束线程原理：就是让run方法结束。而run方法中通常会定义循环结构，所以只要控制住循环即可

(2)方法----可以boolean标记的形式完成，只要在某一情况下将标记改变，让循环停止即可让线程结束

（3）public final void join()//让线程加入执行，执行某一线程join方法的线程会被冻结，等待某一线程执行结束，该线程才会恢复到可运行状态

4. 临界资源：多个线程间共享的数据称为临界资源

（1）互斥锁

a.每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。

b.Java对象默认是可以被多个线程共用的，只是在需要时才启动“互斥锁”机制，成为专用对象。

c.关键字synchronized用来与对象的互斥锁联系

d.当某个对象用synchronized修饰时，表明该对象已启动“互斥锁”机制，在任一时刻只能由一个线程访问，即使该线程出现堵塞，该对象的被锁定状态也不会解除，其他线程任不能访问该对象。