关于java多线程、⾼并发⾯试题总结
1) 什么是线程？
线程是操作系统能够进⾏运算调度的最⼩单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。程序员可以通过它进⾏多处理器编程，你可以使⽤多线程对 运算密集型任务提速。⽐如，如果⼀个线程完成⼀个任务要100毫秒，那么⽤⼗个线程完成改任务只需10毫秒。Java在语⾔层⾯对多线程提供了卓越的⽀ 持，它也是⼀个很好的卖点。
2) 线程和进程有什么区别？
线程是进程的⼦集，⼀个进程可以有很多线程，每条线程并⾏执⾏不同的任务。不同的进程使⽤不同的内存空间，⽽所有的线程共享⼀⽚相同的内存空间。别把它和栈内存搞混，每个线程都拥有单独的栈内存⽤来存储本地数据。
3) 如何在Java中实现线程？
在语⾔层⾯有两种⽅式。java.lang.Thread 类的实例就是⼀个线程但是它需要调⽤java.lang.Runnable接⼝来执⾏，由于线程类本⾝就是调⽤的Runnable接⼝所以你可以继承 java.lang.Thread 类或者直接调⽤Runnable接⼝来重写run()⽅法实现线程。
4) ⽤Runnable还是Thread？
这个问题是上题的后续，⼤家都知道我们可以通过继承Thread类或者调⽤Runnable接⼝来实现线程，问题是，那个⽅法更好呢？什么情况下使 ⽤它？这个问题很容易回答，如果你知道Java不⽀持类的多重继承，但允许你调⽤多个接⼝。所以如果你要继承其他类，当然是调⽤Runnable接⼝好 了。
6) Thread 类中的start() 和 run() ⽅法有什么区别？
这个问题经常被问到，但还是能从此区分出⾯试者对Java线程模型的理解程度。start()⽅法被⽤来启动新创建的线程，⽽且start()内部 调⽤了run()⽅法，这和直接调⽤run()⽅法的效果不⼀样。当你调⽤run()⽅法的时候，只会是在原来的线程中调⽤，没有新的线程启
动，start()⽅法才会启动新线程。
7) Java中Runnable和Callable有什么不同？
Runnable和Callable都代表那些要在不同的线程中执⾏的任务。Runnable从JDK1.0开始就有了，Callable是在 JDK1.5增加的。它们的主要区别是Callable的 call() ⽅法可以返回值和抛出异常，⽽Runnable的run()⽅法没有这些功能。Callable可以返回装载有计算结果的Future对象。
8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什么不同？
CyclicBarrier 和 CountDownLatch 都可以⽤来让⼀组线程等待其它线程。与 CyclicBarrier 不同的是，CountdownLatch 不能重新使⽤。
9) Java内存模型是什么？
Java内存模型规定和指引Java程序在不同的内存架构、CPU和操作系统间有确定性地⾏为。它在多线程的情况下尤其重要。Java内存模型对⼀ 个线程所做的变动能被其它线程可见提供了保证，它们之间是先⾏发⽣关系。这个关系定义了⼀些规则让程序员在并发编程时思路更清晰。⽐如，先⾏发⽣关系确保 了：
线程内的代码能够按先后顺序执⾏，这被称为程序次序规则。
对于同⼀个锁，⼀个解锁操作⼀定要发⽣在时间上后发⽣的另⼀个锁定操作之前，也叫做管程锁定规则。
前⼀个对volatile的写操作在后⼀个volatile的读操作之前，也叫volatile变量规则。
⼀个线程内的任何操作必需在这个线程的start()调⽤之后，也叫作线程启动规则。
⼀个线程的所有操作都会在线程终⽌之前，线程终⽌规则。
⼀个对象的终结操作必需在这个对象构造完成之后，也叫对象终结规则。
可传递性
我强烈建议⼤家阅读《Java并发编程实践》第⼗六章来加深对Java内存模型的理解。
10) Java中的volatile 变量是什么？
volatile是⼀个特殊的修饰符，只有成员变量才能使⽤它。在Java并发程序缺少同步类的情况下，多线程对成员变量的操作对其它线程是透明的。volatile变量可以保证下⼀个读取操作会在前⼀个写操作之后发⽣，就是上⼀题的volatile变量规则。
11) 什么是线程安全？Vector是⼀个线程安全类吗？
如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运⾏，⽽这些线程可能会同时运⾏这段代码。如果每次运⾏结果和单线程运⾏的结果是⼀样的，⽽且其他的变量 的值也和预期的是⼀样的，就是线程安全的。⼀个线程安全的计数器类的同⼀个实例对象在被多个线程使⽤的情况下也不会出现计算失误。很显然你可以将集合类分 成两组，线程安全和⾮线程安全的。Vector 是⽤同步⽅法来实现线程安全的, ⽽和它相似的ArrayList不是线程安全的。
12) Java中什么是竞态条件？ 举个例⼦说明。
竞态条件会导致程序在并发情况下出现⼀些bugs。多线程对⼀些资源的竞争的时候就会产⽣竞态条件，如果⾸先要执⾏的程序竞争失败排到后⾯执⾏了， 那么整个程序就会出现⼀些不确定的bugs。这种bugs很难发现⽽且会重复出现，因为线程间的随机竞争。
13) Java中如何停⽌⼀个线程？
Java提供了很丰富的API但没有为停⽌线程提供API。JDK 1.0本来有⼀些像stop(), suspend() 和 resume()的控制⽅法但是由于潜在的死锁威胁因此在后续的JDK版本中他们被弃⽤了，之后Java API的设计者就没有提供⼀个兼容且线程安全的⽅法来停⽌⼀个线程。当run() 或者 call() ⽅法执⾏完的时候线程会⾃动结束，如果要⼿动结束⼀个线程，你可以⽤volatile 布尔变量来退出run()⽅法的循环或者是取消任务来中断线程。
14) ⼀个线程运⾏时发⽣异常会怎样？
这是我在⼀次⾯试中遇到的⼀个, 简单的说，如果异常没有被捕获该线程将会停⽌执⾏。Thread.UncaughtExceptionHandler是⽤于处理未捕获异常造成线程突然中 断情况的⼀个内嵌接⼝。当⼀个未捕获异常将造成线程中断的时候JVM会使⽤
15） 如何在两个线程间共享数据？
你可以通过共享对象来实现这个⽬的，或者是使⽤像阻塞队列这样并发的数据结构。这篇教程(涉及到在两个线程间共享对象)⽤wait和notify⽅法实现了⽣产者消费者模型。
16) Java中notify 和 notifyAll有什么区别？
这⼜是⼀个刁钻的问题，因为多线程可以等待单监控锁，Java API 的设计⼈员提供了⼀些⽅法当等待条件改变的时候通知它们，但是这些⽅法没有完全实现。notify()⽅法不能唤醒某个具体的线程，所以只有⼀个线程在等 待的时候它才有⽤武之地。⽽notifyAll()唤醒所有线程并允许他们争夺锁确保了⾄少有⼀个线程能继续运⾏。
17) 为什么wait, notify 和 notifyAll这些⽅法不在thread类⾥⾯？
这是个设计相关的问题，它考察的是⾯试者对现有系统和⼀些普遍存在但看起来不合理的事物的看法。回答这些问题的时候，你要说明为什么把这些⽅法放在 Object类⾥是有意义的，还有不把它放在Thread类⾥的原因。⼀个很明显的原因是JAVA提供的锁是对象级的⽽不是线程级的，每个对象都有锁，通 过线程获得。如果线程需要等待某些锁那么调⽤对象中的wait()⽅法就有意义了。如果wait()⽅法定义在Thread类中，线程正在等待的是哪个锁 就不明显了。简单的说，由于wait，notify和notifyAll都是锁级别的操作，所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象。
18) 什么是ThreadLocal变量？
ThreadLocal是Java⾥⼀种特殊的变量。每个线程都有⼀个ThreadLocal就是每个线程都拥有了⾃⼰独⽴的⼀个变量，竞争条件被 彻底消除了。它是为创建代价⾼昂的对象获取线程安全的好⽅法，⽐如你可以⽤ThreadLocal让SimpleDateFormat变成线程安全的，因 为那个类创建代价⾼昂且每次调⽤都需要创建不同的实例所以不值得在局部范围使⽤它，如果为每个线程提供⼀个⾃⼰独有的变量拷贝，将⼤⼤提⾼效率。⾸先，通 过复⽤减少了代价⾼昂的对象的创建个数。其次，你在没有使⽤⾼代价的同步或者不变性的情况下获得了线程安全。线程局部变量的另⼀个不错的例⼦是 ThreadLocalRandom类，它在多线程环境中减少了创建代价⾼昂的Random对象的个数。
19) 什么是FutureTask？
在Java并发程序中FutureTask表⽰⼀个可以取消的异步运算。它有启动和取消运算、查询运算是否完成和取回运算结果等⽅法。只有当运算完 成的时候结果才能取回，如果运算尚未完成get⽅法将会阻塞。⼀个FutureTask对象可以对调⽤了Callable和Runnable的对象进⾏包装，由于FutureTask也是调⽤了Runnable接⼝所以它可以提交给Executor来执⾏。
20) Java中interrupted 和 isInterruptedd⽅法的区别？
interrupted() 和 isInterrupted()的主要区别是前者会将中断状态清除⽽后者不会。Java多线程的中断机制是⽤内部标识来实现的，调⽤Thread.interrupt()来中断⼀个线程就会设置中断标识为true。当中断线程调⽤Thread.interrupted()来 检查中断状态时，中断状态会被清零。⽽⾮静态⽅法isInterrupted()⽤来查询其它线程的中断状态且不会改变中断状态标识。简单的说就是任何抛 出InterruptedException 异常的⽅法都会将中断状态清零。⽆论如何，⼀个线程的中断状态有有可能被其它线程调⽤中断来改变。
21) 为什么wait和notify⽅法要在同步块中调⽤？
主要是因为Java API强制要求这样做，如果你不这么做，你的代码会抛出IllegalMonitorStateException异常。还有⼀个原因是为了避免wait和notify之间产⽣竞态条件。
22) 为什么你应该在循环中检查等待条件?
处于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒，如果不在循环中检查等待条件，程序就会在没有满⾜结束条件的情况下退出。因此，当⼀个等待线程醒来 时，不能认为它原来的等待状态仍然是有效的，在notify()⽅法调⽤之后和等待线程醒来之前这段时间它可能会改变。这就是在循环中使⽤wait()⽅ 法效果更好的原因，你可以在中创建模板调⽤wait和notify试⼀试。如果你想了解更多关于这个问题的内容，我推荐你阅读《》这本书中的线程和同步章节。
23) Java中的同步集合与并发集合有什么区别？
同步集合与并发集合都为多线程和并发提供了合适的线程安全的集合，不过并发集合的可扩展性更⾼。在Java1.5之前程序员们只有同步集合来⽤且在 多线程并发的时候会导致争⽤，阻碍了系统的扩展性。Java5介绍了并发集合像ConcurrentHashMap，不仅提供线程安全还⽤锁分离和内部分 区等现代技术提⾼了可扩展性。
24） Java中堆和栈有什么不同？
为什么把这个问题归类在多线程和并发⾯试题⾥？因为栈是⼀块和线程紧密相关的内存区域。每个线程都有⾃⼰的栈内存，⽤于存储本地变量，⽅法参数和栈 调⽤，⼀个线程中存储的变量对其它线程是不可见的。⽽堆是所有线程共享的⼀⽚公⽤内存区域。对象都在堆⾥创建，为了提升效率线程会从堆中弄⼀个缓存到⾃⼰ 的栈，如果多个线程使⽤该变量就可能引发问题，这时volatile 变量就可以发挥作⽤了，它要求线程从主存中读取变量的值。
25） 什么是线程池？ 为什么要使⽤它？
创建线程要花费昂贵的资源和时间，如果任务来了才创建线程那么响应时间会变长，⽽且⼀个进程能创建的线程数有限。为了避免这些问题，在程序启动的时 候就创建若⼲线程来响应处理，它们被称为
线程池，⾥⾯的线程叫⼯作线程。从JDK1.5开始，Java API提供了Executor框架让你可以创建不同的线程池。⽐如单线程池，每次处理⼀个任务；数⽬固定的线程池或者是缓存线程池（⼀个适合很多⽣存期短 的任务的程序的可扩展线程池）。
26） 如何写代码来解决⽣产者消费者问题？
在现实中你解决的许多线程问题都属于⽣产者消费者模型，就是⼀个线程⽣产任务供其它线程进⾏消费，你必须知道怎么进⾏线程间通信来解决这个问题。⽐ 较低级的办法是⽤wait和notify来解决这个问题，⽐较赞的办法是⽤Semaphore 或者 BlockingQueue来实现⽣产者消费者模型，有实现它。
27） 如何避免死锁？
Java多线程中的死锁
死锁是指两个或两个以上的进程在执⾏过程中，因争夺资源⽽造成的⼀种互相等待的现象，若⽆外⼒作⽤，它们都将⽆法推进下去。这是⼀个严重的问题，因为死锁会让你的程序挂起⽆法完成任务，死锁的发⽣必须满⾜以下四个条件：
互斥条件：⼀个资源每次只能被⼀个进程使⽤。
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。
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。
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。
避免死锁最简单的⽅法就是阻⽌循环等待条件，将系统中所有的资源设置标志位、排序，规定所有的进程申请资源必须以⼀定的顺序（升序或降序）做操作来避免死锁。
28) Java中活锁和死锁有什么区别？
这是上题的扩展，活锁和死锁类似，不同之处在于处于活锁的线程或进程的状态是不断改变的，活锁可以认为是⼀种特殊的饥饿。⼀个现实的活锁例⼦是两个 ⼈在狭⼩的⾛廊碰到，两个⼈都试着避让对⽅好让彼此通过，但是因为避让的⽅向都⼀样导致最后谁都不能通过⾛廊。简单的说就是，活锁和死锁的主要区别是前者 进程的状态可以改变但是却不能继续执⾏。
29） 怎么检测⼀个线程是否拥有锁？
我⼀直不知道我们竟然可以检测⼀个线程是否拥有锁，直到我参加了⼀次电话⾯试。在java.lang.Thread中有⼀个⽅法叫holdsLock()，它返回true如果当且仅当当前线程拥有某个具体对象的锁。
30) 你如何在Java中获取线程堆栈？
对于不同的操作系统，有多种⽅法来获得Java进程的线程堆栈。当你获取线程堆栈时，JVM会把所有线程的状态存到⽇志⽂件或者输出到控制台。在 Windows你可以使⽤Ctrl + Break组合键来获取线程堆栈，Linux下⽤kill -3命令。你也可以⽤jstack这个⼯具来获取，它对线程id进⾏操作，你可以⽤jps这个⼯具到id。
31) JVM中哪个参数是⽤来控制线程的栈堆栈⼩的
这个问题很简单， -Xss参数⽤来控制线程的堆栈⼤⼩。
32） Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同？
Java在过去很长⼀段时间只能通过synchronized关键字来实现互斥，它有⼀些缺点。⽐如你不能扩展锁之外的⽅法或者块边界，尝试获取锁 时不能中途取消等。Java 5 通过Lock接⼝提供了更复杂的控制来解决这些问题。 ReentrantLock 类实现了 Lock，它拥有与synchronized 相同的并发性和内存语义且它还具有可扩展性。
33） 有三个线程T1，T2，T3，怎么确保它们按顺序执⾏？
在多线程中有多种⽅法让线程按特定顺序执⾏，你可以⽤线程类的join()⽅法在⼀个线程中启动另⼀个线程，另外⼀个线程完成该线程继续执⾏。为了确保三个线程的顺序你应该先启动最后⼀个(T3调⽤T2，
T2调⽤T1)，这样T1就会先完成⽽T3最后完成。
34) Thread类中的yield⽅法有什么作⽤？
Yield⽅法可以暂停当前正在执⾏的线程对象，让其它有相同优先级的线程执⾏。它是⼀个静态⽅法⽽且只保证当前线程放弃CPU占⽤⽽不能保证使其它线程⼀定能占⽤CPU，执⾏yield()的线程有可能在进⼊到暂停状态后马上⼜被执⾏。
35） Java中ConcurrentHashMap的并发度是什么？
ConcurrentHashMap把实际map划分成若⼲部分来实现它的可扩展性和线程安全。这种划分是使⽤并发度获得的，它是ConcurrentHashMap类构造函数的⼀个可选参数，默认值为16，这样在多线程情况下就能避免争⽤。
36） Java中Semaphore是什么？
Java中的Semaphore是⼀种新的同步类，它是⼀个计数信号。从概念上讲，从概念上讲，信号量维护了⼀个许可集合。如有必要，在许可可⽤前 会阻塞每⼀个 acquire()，然后再获取该许可。每个 release()添加⼀个许可，从⽽可能释放⼀个正在阻塞的获取者。但是，不使⽤实际的许可对象，Semaphore只对可⽤许可的号码进⾏计数，并采 取相应的⾏动。信号量常常⽤于多线程的代码中，⽐
一个线程可以包含多个进程
如数据库连接池。
37）如果你提交任务时，线程池队列已满。会时发会⽣什么？
这个问题问得很狡猾，许多程序员会认为该任务会阻塞直到线程池队列有空位。事实上如果⼀个任务不能被调度执⾏那么ThreadPoolExecutor’s submit()⽅法将会抛出⼀个RejectedExecutionException异常。
38) Java线程池中submit() 和 execute()⽅法有什么区别？
两个⽅法都可以向线程池提交任务，execute()⽅法的返回类型是void，它定义在Executor接⼝中, ⽽submit()⽅法可以返回持有计算结果的Future对象，它定义在ExecutorService接⼝中，它扩展了Executor接⼝，其它线 程池类像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有这些⽅法。
39) 什么是阻塞式⽅法？
阻塞式⽅法是指程序会⼀直等待该⽅法完成期间不做其他事情，ServerSocket的accept()⽅法就是⼀直等待客户端连接。这⾥的阻塞是 指调⽤结果返回之前，当前线程会被挂起，直到得到结果之后才会返回。此外，还有异步和⾮阻塞式⽅法在任务完成前就返回。
40) Swing是线程安全的吗？ 为什么？
你可以很肯定的给出回答，Swing不是线程安全的，但是你应该解释这么回答的原因即便⾯试官没有问你为什么。当我们说swing不是线程安全的常 常提到它的组件，这些组件不能在多线程中进⾏修改，所有对GUI组件的更新都要在AWT线程中完成，⽽Swing提供了同步和异步两种回调⽅法来进⾏更 新。
41） Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什么区别？
这两个⽅法是Swing API 提供给Java开发者⽤来从当前线程⽽不是事件派发线程更新GUI组件⽤的。InvokeAndWait()同步更新GUI组件，⽐如⼀个进度条，⼀旦进 度更新了，进度条也要做出相应改变。如果进度被多个线程跟踪，那么就调⽤invokeAndWait()⽅法请求事件派发线程对组件进⾏相应更新。⽽ invokeLater()⽅法是异步调⽤更新组件的。
42) Swing API中那些⽅法是线程安全的？
这个问题⼜提到了swing和线程安全，虽然组件不是线程安全的但是有⼀些⽅法是可以被多线程安全调⽤的，⽐如repaint(), revalidate()。JTextComponent的setText()⽅法和JTextArea的insert() 和 append() ⽅法也是线程安全的。
43) 如何在Java中创建Immutable对象？
这个问题看起来和多线程没什么关系， 但不变性有助于简化已经很复杂的并发程序。Immutable对象可以在没有同步的情况下共享，降低了对该对象进⾏并发访问时的同步化开销。可是Java 没有@Immutable这个注解符，要创建不可变类，要实现下⾯⼏个步骤：通过构造⽅法初始化所有成员、对变量不要提供setter⽅法、将所有的成员 声明为私有的，这样就不允许直接访问这些成员、在getter⽅法中，不要直接返回对象本⾝，⽽是克隆对象，并返回对象的拷贝。我的⽂章有详细的教程，看完你可以充满⾃信。
44） Java中的ReadWriteLock是什么？
⼀般⽽⾔，读写锁是⽤来提升并发程序性能的锁分离技术的成果。Java中的ReadWriteLock是Java 5 中新增的⼀个接⼝，⼀个ReadWriteLock维护⼀对关联的锁，⼀个⽤于只读操作⼀个⽤于写。在没有写线程的情况下⼀个读锁可能会同时被多个读线程 持有。写锁是独占的，你可以使⽤JDK中的ReentrantReadWriteLock来实现这个规则，它最多⽀持65535个写锁和65535个读 锁。
45) 多线程中的忙循环是什么?
忙循环就是程序员⽤循环让⼀个线程等待，不像传统⽅法wait(), sleep() 或 yield() 它们都放弃了CPU
控制，⽽忙循环不会放弃CPU，它就是在运⾏⼀个空循环。这么做的⽬的是为了保留CPU缓存，在多核系统中，⼀个等待线程醒来的时候可 能会在另⼀个内核运⾏，这样会重建缓存。为了避免重建缓存和减少等待重建的时间就可以使⽤它了。
46）volatile 变量和 atomic 变量有什么不同？
这是个有趣的问题。⾸先，volatile 变量和 atomic 变量看起来很像，但功能却不⼀样。Volatile变量可以确保先⾏关系，即写操作会发⽣在后续的读操作之前, 但它并不能保证原⼦性。例如⽤volatile修饰count变量那么 count++ 操作就不是原⼦性的。⽽AtomicInteger类提供的atomic⽅法可以让这种操作具有原⼦性如getAndIncrement()⽅法会原⼦性 的进⾏增量操作把当前值加⼀，其它数据类型和引⽤变量也可以进⾏相似操作。
47) 如果同步块内的线程抛出异常会发⽣什么？
这个问题坑了很多Java程序员，若你能想到锁是否释放这条线索来回答还有点希望答对。⽆论你的同步块是正常还是异常退出的，⾥⾯的线程都会释放锁，所以对⽐锁接⼝我更喜欢同步块，因为它不⽤我花费精⼒去释放锁，该功能可以在⾥释放锁实现。
48） 单例模式的双检锁是什么？
这个问题在Java⾯试中经常被问到，但是⾯试官对回答此问题的满意度仅为50%。⼀半的⼈写不出双检锁还有⼀半的⼈说不出它的隐患和Java1.5是如何对它修正的。它其实是⼀个⽤来创建线程安全的单例的⽼⽅法，当单例实例第⼀次被创建时它试图⽤单个锁进⾏性能优化，但是由于太过于复 杂在JDK1.4中它是失败的，我个⼈也不喜欢它。⽆论如何，即便你也不喜欢它但是还是要了解⼀下，因为它经常被问到。
49） 如何在Java中创建线程安全的Singleton？

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