- 1. 进程和线程的区别？
- 2. 什么叫线程安全？
- 3. 线程的几种状态？
- 4. Java创建多线程后，调用start()和run()方法的区别？
- 5. 对Future和FutureTask的理解？
- 6. 怎么解决共享资源竞争，实现线程安全？
- 7. synchronized，volatile和CAS的区别？
- 8. 用volatile修饰的变量和用atomic修饰的变量有什么不同？
- 9. 使用volatile关键字的场景？
- 10. synchronized和Lock的区别？
- 11. 对wait()，notify()，和notifyAll()的理解？
- 12. wait()和sleep()的区别？
- 13. 对yield()，join()的理解？
- 14. Java中什么是竞态条件？
- 15. 定时线程的使用？
- 16. 线程同步常见方法？
- 17. 如何停止一个线程？
- 18. interrupt()，interrupted()，isInterrupted()方法的区别？
- 19. 线程池的优点？
- 20. 实现多线程有哪些方式（线程的创建方式）？
- 21. 什么是乐观锁和悲观锁？
- 22. 什么叫死锁？
- 23. 产生死锁的四个必要条件？
- 24. 导致死锁的原因？
- 25. 守护（后台）线程和非守护线程的区别？
- 26. 什么是多线程的上下文切换？
- 27. 怎么唤醒一个阻塞的线程？
- 28. 线程池中execute()和submit()方法的区别？
- 29. 如果提交任务时，线程池队列已满，这时会发生什么？
- 30. 线程池的类型？
- 31. 线程池的几个重要参数？
- 32. 线程池的阻塞队列有哪些？
- 33. 线程池的拒绝策略有哪些？
- 调度：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位，一个进程包含多个线程；
- 并发性：多个进程可以并发执行，多个线程也可以并发执行；
- 拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有资源，但可以访问所属进程的资源；
- 系统开销：在创建和撤销进程的时候，都要为其分配和释放资源，所以创建和撤销进程的资源要大于创建和撤销线程的资源；
- 内存空间：进程有独立的地址空间，线程有自己的堆栈和局部变量，但没有独立的地址空间。
如果代码所在进程中有多个线程在同时运行，并且这些线程会同时运行某一段代码，如果每次运行的结果和单线程运行这段代码的结果一致，而且各个变量的值也和预期的一样，那么这段代码就是线程安全的。
3. 线程的几种状态？- 新建状态（New）：新创建了一个线程对象；
- 就绪状态（Runnable）：线程处于可运行状态，除了CPU之外，其他的运行所需资源都已全部获得；
- 运行状态（Running）：就绪状态的线程获得了CPU的使用权，程序代码开始执行；
- 阻塞状态（Blocking）：线程因某种原因而放弃CPU，暂时停止运行。阻塞的情况分三种：
- 等待阻塞：调用了wait()方法，必须依靠其他线程调用notify()或notifyAll()方法才能被唤醒；
- 同步阻塞：运行的线程所需要的对象的同步锁被其他线程占用；
- 其他阻塞：调用了sleep()或join()方法，或等待某个I/O请求完成，调用yield()方法并不会使线程阻塞，即线程仍处于就绪状态。
- 死亡状态（Dead）：线程执行完毕或因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。
调用start()方法后会初始化一个线程，然后线程会被放到等待队列，等待CPU调度，这意味着该线程并不会马上执行，start()方法体中会调用到具体任务的run()方法；
而单单调用run()方法的话只是普普通通地调用Runnable对象的一个方法，并没有经历start()方法所做的线程的准备工作，和普通对象调用普通方法一样。
补充：定义任务用Runnable或Callable接口，区别是前者不产生返回值，后者产生返回值，后者通常结合Future和FutureTask使用，用于异步获取结果，调用ExecutorService对象的submit()方法会产生Future对象，可以用isDone()方法来查询Future是否完成，用get()方法来获取结果；定义线程用Thread。
- Future是一个接口，为Runnable或Callable任务提供：①取消②查询是否取消成功③查询是否执行成功④获取执行结果的功能；
- FutureTask是Future接口的实现类，它既可以作为一个Runnable任务，也可以作为一个Future，它具备Future接口的所有功能，还额外提供了许多其他功能，例如设置结果，处理可能发生的中断等。
Future模式的思想就是在子线程执行的时候，主线程不阻塞仍继续执行，等到主线程需要子线程的执行结果时再去获取子线程的执行结果（此时子线程没有执行完成的话就会阻塞直至完成），主线程还可以根据一定的逻辑对子线程进行操作，例如设置是否需要阻塞等待子线程完成。
- 使用synchronized关键字修饰方法或代码块：只有获得锁的线程才能访问资源；
- 使用显示的Lock对象对代码块进行加锁释放锁：只有获得锁的线程才能访问资源；
- 使用原子类（AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference）来保证原子性：原子操作是不能被线程调度机制中断的操作，一旦开始，那么就会在线程上下文切换之前完成，这样就保证了其他线程来不及修改这个变量，仅适用于简单操作，原子性就是其他线程不能对本线程做出的修改进行干涉，即不能中途插入进来改变变量的值；
- 使用volatile修饰域：只要某个线程对这个域进行了修改，其他的线程都将看到变化；
- 使用线程本地存储（ThreadLocal）：根除对变量的共享，为使用相同变量的每个不同的线程都创建不同的存储。
- synchronized保证可见性和原子性，会导致其他线程阻塞，属于悲观锁；
- volatile保证可见性，不保证原子性，禁止指令重排，不需要加锁；
- CAS保证可见性及原子性，不会导致其他线程阻塞，属于乐观锁。
补充：
Java内存模型：Java所有变量都存储在主内存中，所有线程都可以访问；每个线程创建时，JVM会为其创建一个私有的工作内存，里面保存该线程使用到的变量的副本；线程对变量的操作都必须在自己的工作内存中进行，读取时从主内存将变量读取到工作内存中，在工作内存中修改完毕后再刷新到主内存中。
指令重排：是指代码的执行过程有时并不是按照代码书写过程来的，编译器和CPU可以保证在输出结果一致的情况下对代码进行重排序优化，以提高执行效率。
内存屏障：内存屏障是一个CPU指令，可以禁止指令重排，它可以确保屏障前的指令不会排到屏障后面，屏障后的指令不会排到屏障前面，即在内存屏障这条指令执行时，它前面的指令都已执行完毕。
volatile和内存屏障的关系：当用volatile修饰一个变量时，会在对变量进行读操作前插入一个读屏障指令，在对变量进行写操作后插入一个写屏障指令。
volatile为什么不能保证原子性呢：修改volatile变量分为四步，①从主内存中读取变量到工作内存中；②修改变量值；③写回到工作内存；④刷新回主内存。举个例子，一个变量i被volatile修饰，两个线程想对这个变量修改，都对其进行自增操作也就是i++，在字节码及底层，i++被抽象为三个操作：即先取值，再自加，再赋值三个操作，线程A首先得到了i的初始值100，但是还没来得及修改，就阻塞了，这时线程B开始了，它也得到了i的值，由于i的值未被修改，即使是被volatile修饰，主存的变量还没变化，那么线程B得到的值也是100，之后对其进行加1操作，得到101后，将新值写入到缓存中，再刷入主存中。根据可见性的原则，这个主存的值可以被其他线程可见。问题来了，线程A已经读取到了i的值为100，也就是说读取的这个原子操作已经结束了，接下来就不会再读取而是直接对变量进行改动了，所以这个可见性来的有点晚，即线程A不知道变量i已经被线程B修改了还在傻乎乎地延续它自己的修改，线程A阻塞结束后，继续将100这个值加1，得到101，再将值写到缓存，最后刷入主存，所以即便是volatile具有可见性，也不能保证对它修饰的变量具有原子性。
用volatile修饰的变量不具有原子性，用atomic修饰的变量具有原子性。
9. 使用volatile关键字的场景？- 对变量的写操作不依赖于当前值，比如自增、自减等操作；
- 该变量不宜和其他变量位于同一表达式中。
总而言之，就是需要满足原子性操作的前提。
10. synchronized和Lock的区别？- synchronized是一个关键字，而Lock是一个接口；
- synchronized是隐式的加锁，Lock是显式的加锁；
- synchronized可以作用在方法和代码块上，而Lock只能作用在代码块上；
- synchronized是阻塞式加锁，而Lock中的tryLock()支持非阻塞式加锁；
- synchronized没有超时机制，而Lock中的tryLock()可以支持超时机制；
- synchronized不可中断，而Lock中的lockInterruptibly()可中断的获取锁。（ReentrantLock.lockInterruptibly()允许在等待时由其它线程调用等待线程的Thread.interrupt()方法来中断等待线程的等待而直接返回，这时不用获取锁，而会抛出一个InterruptedException。ReentrantLock.lock()方法不允许Thread.interrupt()中断，使检测到Thread.isInterrupted()一样会继续尝试获取锁，失败则继续休眠。只是在最后获取锁成功后再把当前线程置为interrupted状态,然后再中断线程）；
- synchronized采用的是monitor对象监视器，Lock的底层原理是AQS；
- synchronized只有一个同步队列和一个等待队列，而Lock有一个同步队列，可以有多个等待队列（同步队列：排队取锁的线程所在的队列；等待队列：调用wait()方法后，线程会从同步队列转移到等待队列）；
- synchronized是非公平锁，而Lock可以是公平锁也可以是非公平锁；
- synchronized用notify()方法进行唤醒，而Lock用condition唤醒；
- Lock有ReadWriteLock支持并发读。
- wait()会在等待外部事件产生变化的时候将任务挂起，并且只有在notify()或notifyAll()发生时，即发生了某些令人感兴趣的事件时，这个任务才会被唤醒并重新执行；
- wait()方法释放锁，notify()或notifyAll()方法加锁；
- 只能在同步控制方法或同步代码块（即用synchronized修饰）里调用wait()，notify()或notifyAll()方法；
- 在调用wait()，notify()或notifyAll()方法前必须先获得对象的锁；
- notify()唤醒单个线程，但是不能指定具体条件，所以只有一个线程在等待时（即只有一个线程调用了wait()方法）才适用，notifyAll()唤醒所有等待线程（即所有调用了wait()方法的线程）。
- 调用sleep()方法会导致此线程暂停执行指定时间，将CPU时间片让给其他线程，但是它不会释放已获得的对象锁；
- 调用wait()方法会释放对象锁，只有针对此对象调用notify()或notifyAll()方法后线程才会继续执行。
- yield()方法用于暂停正在执行的线程，将CPU的控制权转交给其他线程，本线程进入就绪状态（注意不是阻塞状态），意在合理控制线程的执行流程；
- join()方法可理解为插队，当一个线程需要等待另一个线程的返回结果时，就需要用到该方法，调用该方法的线程的优先级达到最高，其他线程要等待该线程执行完毕。
当多个线程访问同一资源时，如果对线程访问资源的顺序有要求，就称存在竞态条件。
15. 定时线程的使用？- 使用定时器Timer类；
- 使用定时调度线程池ScheduledExecutorService。
sleep()，wait()，notify()，notifyAll()，await()，signal()，signalAll()。
17. 如何停止一个线程？- run()方法或call()方法执行完后线程自动停止；
- 使用interrupt()方法中断线程。
- interrupt()方法用于中断线程，但是仅仅是将线程的中断状态设置为ture，线程是否真的中断需要线程自己时不时的判断这个状态来决定。具体地说，当一个线程调用interrupt()方法时，①如果线程处于阻塞状态（sleep()，wait()，join()等），那么线程将立即退出阻塞状态，并抛出一个InterruptedException异常，仅此而已，中断状态会复位为false；②如果线程处于运行状态或者I/O异常状态或者其他状态，那么中断状态将置为true，仅此而已，不会真的中断线程。也就是说，线程检查到中断标志位为true时，就自行停止线程，处于阻塞状态的线程在检测到InterruptedException异常后，就需要在catch中停止线程。
- interrupted()方法用于返回当前线程的中断状态，并且会清除中断标志（即中断标志复位为false），也就是说，如果一个被中断线程（中断标志为true）调用了该方法，那么返回的结果是true，但是当前线程的中断状态标志被清除为false了，下一次再调用该方法返回的状态结果就是false了。
- isInterrupted()方法用于返回调用该方法的线程对象所对应的线程的中断状态，但是它不会修改中断标志。interrupted()方法和isInterrupted()方法都是用来返回线程的中断状态的，区别就在于作用的线程对象不同，还有是否要清除中断标志状态位。
补充：当抛出InterruptedException异常或者任务调用了interrupted()方法时，中断状态将被复位，其他的都不会修改中断状态。
- 重用存在的线程，减少开销；
- 可有效地控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免阻塞；
- 可提供定时执行，并发数控制等功能。
- 实现Runnable接口，重写run()方法；
- 实现Callable接口，重写call()方法；
- 继承Thread类，重写run()方法，Thread实现了Runnable接口，因此含有run()方法；
- 使用线程池。
- 乐观锁：就像它的名字一样，对并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态，它认为竞争不总是会发生，因此它不需要持有锁，将比较-替换两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量，如果失败则表示发生冲突，则进行相应的重试机制；
- 悲观锁：还是像它的名字一样，对并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态，它认为竞争总是会发生，因此每次对某资源进行操作时，总是会对资源进行加锁，除非它释放锁，不然别的线程只有一直等待。
某个线程在等待另一个线程，而后者又等待别的线程，这样一直下去，直到这个链条上的线程又在等待第一个线程释放锁，这就造成了各个线程之间相互等待无法释放锁，导致线程无法继续执行下去，这被称为死锁。
23. 产生死锁的四个必要条件？- 互斥条件：线程使用的资源中至少有一个是不能共享的；
- 请求与保持条件：一个线程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放；
- 不剥夺条件：资源不能被线程强行抢占；
- 循环等待条件：若干线程之间形成一种头尾相连的循环等待资源关系。
同时满足以上四个条件时，就会产生死锁。
24. 导致死锁的原因？- 资源竞争不当
- 线程获取锁的顺序不当
守护线程是指程序运行的时候在后台提供一种通用服务的线程。当所有的非守护线程结束时，程序也就终止了，也就是JVM停止运行了，同时会杀死进程中的所有守护线程，换句话说，只要有任何非守护线程还在运行，程序就不会终止，守护线程也不会被干掉。守护线程的一个例子就是垃圾回收器，只要JVM不停止，垃圾收集器就会一直运行下去。
26. 什么是多线程的上下文切换？多线程的上下文切换是指CPU的控制权由一个正在运行的线程切换到另一个处于就绪状态并等待CPU执行权的线程的过程。
27. 怎么唤醒一个阻塞的线程？- sleep()或join()导致的阻塞：等待时间完成或上一个线程执行完成；
- wait()：使用notify()或notifyAll()。
- execute()是Executor接口中的方法，submit()是ExecutorService接口中的方法，ExecutorService接口继承了Executor接口；
- execute()只能接受Runnable任务参数，submit()既可以接受Runnable任务参数也可以接受Callable任务参数；
- execute()没有返回值，submit()返回Future类型对象。
非定长的队列会先扩容，扩容到不能再扩容了就调用拒绝策略，定长的线程池队列会直接调用拒绝策略。
30. 线程池的类型？
补充：7.默认线程池修改
ThreadPool threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(参数);
| 线程池类型 | 队列类型 | 备注 |
|---|---|---|
| newCachedThreadPool | SynchronousQueue | 同步队列，无缓冲，拿一个出来，放一个进去，例如生产者-消费者模式 |
| newFixedThreadPool | LinkedBlockingQueue | |
| newScheduledThreadPool | DelayedWorkQueue | |
| newSingleThreadExecutor | LinkedBlockingQueue | |
| newSingleThreadScheduledExecutor | DelayedWorkQueue | |
| newWorkStealingPool | 可使用多种队列，每个线程对应一种队列 | |
| ThreadPoolExecutor | 自行通过参数指定 | 默认 |
