Java并发编程（1）

 
基础

1、并行跟并发的区别

•  并行：同一时刻，多个线程都在执行，这就要求有多个CPU分别执行多个线程。
  
• 并发：在同一时刻，只有一个线程执行，但在一个时间段内，两个线程都执行了。其实现依赖于CPU切换线程，因为切换时间很短，所以基本对于用户是无感知的。
  

2、什么是进程和线程

• 进程：程序运行起来后在内存中执行，并附带有运行所需的资源，是系统进行资源分配的基本单位。
  
• 线程：CPU是被分配到线程的，所以线程是CPU分配的基本单位。在Java中，当我们启动一个main函数就相当于启动了一个JVM进程，而main函数的线程就是主线程。一个进程中有多个线程，多个线程共用进程的堆和方法区，但每个线程都有自己的程序计数器和栈。
  

3、线程有几种创建方式

• 继承Thread类：重写run方法，调用start（）方法启动线程。
  
  
  
  • 缺点：单继承，继承了Thread就不能继承别的类了
    
  
  

1. public static class MyThread extends Thread {
2.       @Override
3.       public void run() {
4.             System.out.println("this is child thread");
5.       }      
6. }  
8. public static void main(String[] args){
9.       MyThread thread = new MyThread();
10.       thread.start();
11. }

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• 实现Runnable接口：重写run（）方法，这是一个任务，要包装成Thread才能start。
  
  
  
  • 优点：只需要实现Runnable，业务逻辑和线程机制解耦。可以被多个线程复用。
    
  • 缺点：也是用完就销毁。
    
  
  

1. public class RunnableTask extends Runnable {
2.       public void run() {
3.             System.out.println("Runnable!");
4.       }      
5. }  
7. public static void main(String[] args){
8.       RunnableTask task = new RunnableTask();
9.       new Thread(task).start();
10. }

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• 实现Callable接口：重写call（）方法，通过FutureTask获取任务执行的返回值。
  

1. public class CallerTask implements Callable < String > {
2.        public String call () throws Exception {
3.              return "Hello,i am running!" ;
4.        }
5.        public static void main ( String [] args) {
6.              //创建异步任务
7.            FutureTask < String > task = new FutureTask < String > ( new CallerTask ());
8.             //启动线程
9.            new Thread ( task ) .start();
10.            try {
11.                  //等 待 执 ⾏ 完 成 ，并获取返回结果
12.                 String result = task . get();
13.                 System.out.println ( result) ;
14.            } catch ( InterruptedException e ) {
15.                  e.printStackTrace ();
16.            } catch ( ExecutionException e ) {
17.                  e.printStackTrace ();
18.            }
19.      }
20. }

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4、为什么调用start（）方法时会执行run（）方法？那为什么不直接调用run（）

•  JVM执行start方法，会先创建一个线程，由创建出来的线程去执行run方法，才能起到多线程的效果。如果直接调用run方法，那么run还是运行在主线程中，相当于顺序执行。
  

5、线程有哪些常用的调度方法

 
6、线程有几种状态

状态	说明
NEW	初始状态：线程被创建，还没调用start方法
RUNNABLE	运行状态：就绪 + 运行
BLOCKED	阻塞状态：阻塞于锁
WAITING	等待状态：等待其他线程做出一定动作（通知或中断）
TIME_WATING	超时等待：指定时间自行返回
TERMINATED	终止状态：已经执行完毕

• 初始状态：用new Thread（）创建线程对象，还没调用start（）时，此时只是被实例化。
  
• 就绪：线程已经具备运行条形，只差操作系统调度。
  
• 运行：当CPU把时间片分配给线程时，进入Running，执行run（）方法里的代码。可能会发生：
  
  
  
  • 执行完毕-->终止
    
  • 调用yield()-->放弃CPU，回到就绪
    
  • 被系统抢占调度-->回到就绪
    
  • 进入阻塞或等待-->转到响应状态
    
  
  
• 阻塞：当线程尝试获取锁，但锁被其他线程占用，会进入阻塞状态。一旦获取锁，就进入running状态
  
• 等待：线程调用wait()、join（）等时，会进入等待状态。必须由notify（）或notifyAll（）才能唤醒，回到runnable状态
  
• 超时等待：线程调用带超时参数的方法进入超时等待状态。到了超时时间或被notiry（）唤醒后回到runnable
  
• 终止：执行完run（）或抛出未捕获异常结束时，进入终止状态。
  

7、什么是线程上下文切换

 　　CPU资源分配采用时间片轮转，也就是给每个线程分配一个时间片，线程在时间片内占用CPU执行任务。当线程使用完时间片后，就会处于就绪状态并让出CPU让其他线程用，这就是线程上下文切换。
8、守护线程了解吗

 　　Java中的线程分为两类：daemon线程（守护线程）和user线程（用户线程）
　　在JVM启动时会调用main函数，其所在线程就是一个用户线程。JVM内部还启动了很多守护线程，如垃圾回收线程。
　　守护线程和用户线程的区别是，当最后一个非守护线程结束时，JVM会正常退出（此时不管当前是否存在守护线程）。
9、线程间有哪些通信方式

•  volatile和synchronized关键字：
  
  
  
  • volatile：保证变量在多线程间的可见性，不保存原子性。
    
  • synchronized：保证同一时刻只有一个线程执行被保护的代码块，提供原子性和可见性。常用于操作共享变量、临界区的互斥访问。
    
  
  
• 等待/通知机制：线程调用wait（）进入等待队列，释放锁；另一个线程在条件满足后调用notify或notifyAll唤醒。
  
• 管道输入/输出流：用于线程间直接传递数据。一个线程写入 PipedOutputStream，另一个线程从 PipedInputStream 读取。适合流式传输。
  
• 使用Thread.join()：一个线程等待另一个线程执行完毕后再继续。常用于 主线程等待子线程结果 的场景。
  
• 使用ThreadLocal：为每个线程单独提供一个变量副本。线程间不共享数据，避免竞争和加锁。
  

 

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