Java并发面试题上

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Java并发面试题上

1. 什么是线程和进程？

进程是程序的执行实例，具有独立的地址空间和资源。每个进程之间相互隔离，操作系统为每个进程分配独立的内存和资源。
线程是进程中的最小执行单位，多个线程共享进程的内存和资源，因此它们比进程更轻量。线程在同一进程中执行并共享数据。

区别:

进程有独立的内存空间，而线程共享进程的内存。
线程创建和销毁的开销比进程小。
线程间的通信比进程间通信更高效。

2. Java 线程与操作系统线程的区别？

Java 线程是操作系统线程的一个抽象，在 Java 中创建的线程实际是操作系统的线程的封装。Java 提供了线程管理的 API，如 Thread 和 Runnable，而底层的线程调度和管理由操作系统内核处理。

3. 线程的生命周期和状态？

线程的生命周期包括：

新建（New）：线程对象被创建，但未开始执行。
就绪（Runnable）：线程准备好执行，等待 CPU 调度。
运行（Running）：线程分配 CPU 时间片并开始执行。
阻塞（Blocked）：线程因为等待资源（如文件操作、锁等）而阻塞。
等待（Waiting）：线程主动等待某些条件（如 wait()）。
超时等待（Timed Waiting）：线程等待指定时间。
终止（Terminated）：线程执行结束或因异常终止。

4. 线程上下文切换是什么？

上下文切换是操作系统在不同线程之间切换时保存当前线程的状态，并恢复下一个线程状态的过程。涉及保存寄存器、程序计数器等信息，切换后，CPU 将继续执行新线程的任务。

5. Thread#sleep() 和 Object#wait() 方法对比？

Thread.sleep(long millis)：使当前线程进入休眠状态，暂停指定时间，期间不释放锁。
Object.wait()：让当前线程等待，并释放持有的锁，直到被其他线程通过 notify() 或 notifyAll() 唤醒。

wait() 不是定义在 Thread 类中，而是定义在 Object 类中，因为它是所有对象的公共方法（所有对象都可以作为锁使用）。

6. 可以直接调用 `Thread` 类的 `run()` 方法吗？

可以，但不建议。调用 run() 方法并不会启动新线程，而是直接在当前线程中执行 run() 方法。若想启动新线程，应该使用 start() 方法，它会触发线程的生命周期，并由操作系统调度。

7. 多线程并发与并行的区别？

并发（Concurrency）：多个线程交替执行，操作系统在单核 CPU 上通过上下文切换实现并发执行。
并行（Parallelism）：多个线程同时执行，在多核 CPU 上，多个线程可以真正并行运行。

8. 如何创建线程？

在 Java 中，线程可以通过两种方式创建：

继承 Thread 类：创建一个子类，重写 run() 方法，并调用 start() 启动线程。
实现 Runnable 接口：实现 Runnable 接口的 run() 方法，创建 Thread 对象并调用 start()。

9. 为什么要使用多线程？

提高程序效率，尤其是 I/O 密集型或计算密集型任务可以并行处理。
提供更好的响应性，UI 线程可以处理用户输入，后台线程处理任务。
利用多核 CPU 实现并行处理。

10. 死锁是什么，如何避免？

死锁是两个或多个线程互相等待对方释放资源，导致程序无法继续执行。常见的死锁条件包括：

互斥：至少一个资源必须处于互斥状态。
占有并等待：一个线程已经持有一个资源并等待其他资源。
不可抢占：线程持有的资源不能被强制释放。
循环等待：多个线程形成环形等待。

避免死锁：

尽量避免嵌套锁，按统一的顺序请求锁。
使用超时机制（如 tryLock）避免无限等待。
使用 Lock 接口（如 ReentrantLock）而非 synchronized，因其可以设置公平锁和尝试锁。

11. Java线程池的作用？

线程池是管理和复用线程的机制，它避免了频繁创建和销毁线程的开销。Java 提供了 Executor 框架来实现线程池，如 Executors.newFixedThreadPool()。

12. Java 线程安全的实现方式？

使用 synchronized 关键字：对临界区代码块进行同步，保证同一时刻只有一个线程执行。
使用 Lock 接口：显式地获取和释放锁，比 synchronized 提供了更细粒度的控制。
使用 Concurrent 包中的类：如 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 等，提供高效的线程安全操作。