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Java并发高频面试题（2024最新版）

来源：好走旅游网

1.线程的生命周期？线程有几种状态？
线程通常有五种状态，创建，就绪，运⾏、阻塞和死亡状态：
        1. 新建状态（New） ：新创建了一个线程对象。
        2. 就绪状态（Runnable） ：线程对象创建后，其他线程调⽤了该对象的start⽅法。该状态的线程位于可运⾏线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使⽤权。
        3. 运⾏状态（Running） ：就绪状态的线程获取了CPU，执⾏程序代码。
        4. 阻塞状态（Blocked） ：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使⽤权，暂时停止运行。直到线程进⼊就绪状态，才有机会转到运行状态。
        5. 死亡状态（Dead） ：线程执行完了或者因异常退出了run⽅法，该线程结束⽣命周期。
阻塞的情况⼜分为三种：
        1. 等待阻塞 ：运⾏的线程执行wait方法，该线程会释放占⽤的所有资源，JVM会把该线程放⼊“等待池”中。进⼊这个状态后，是不能自动唤醒的，必须依靠其他线程调⽤notify或notifyAll方法才能被唤醒，wait是object类的方法
        2. 同步阻塞 ：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占⽤，则JVM会把该线程放⼊“锁池”中。
        3. 其他阻塞 ：运行的线程执行sleep或join方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep状态超时、join等待线程终⽌或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转⼊就绪状态。sleep是Thread类的方法。
2.sleep()、wait()、join()、yield()之间的的区别？

锁池：所有需要竞争同步锁的线程都会放在锁池当中，比如当前对象的锁已经被其中一个线程得到，则其他线程需要在这个锁池进⾏等待，当前⾯的线程释放同步锁后锁池中的线程去竞争同步锁，当某个线 程得到后会进⼊就绪队列进行等待cpu资源分配。
等待池：当我们调⽤wait（）方法后，线程会放到等待池当中，等待池的线程是不会去竞争同步锁。只有调用了notify（）或notifyAll()后等待池的线程才会开始去竞争锁，notify（）是随机从等待池选出一个线程放到锁池，⽽notifyAll()是将等待池的所有线程放到锁池当中。
        1. sleep 是 Thread 类的静态本地⽅法，wait 则是 Object 类的本地⽅法。
        2. sleep⽅法不会释放lock，但是wait会释放，而且会加⼊到等待队列中。 
sleep就是把cpu的执⾏资格和执⾏权释放出去，不再运⾏此线程，当定时时间结束再取回cpu资源，
参与cpu的调度，获取到cpu资源后就可以继续运⾏了。⽽如果sleep时该线程有锁，那么sleep不会
释放这个锁，⽽是把锁带着进⼊了冻结状态，也就是说其他需要这个锁的线程根本不可能获取到这个
锁。也就是说⽆法执⾏程序。如果在睡眠期间其他线程调⽤了这个线程的interrupt⽅法，那么这个
线程也会抛出interruptexception异常返回，这点和wait是⼀样的。
3. sleep⽅法不依赖于同步器synchronized，但是wait需要依赖synchronized关键字。
4. sleep不需要被唤醒（休眠之后推出阻塞），但是wait需要（不指定时间需要被别⼈中断）。
5. sleep 一般⽤于当前线程休眠，或者轮循暂停操作，wait 则多⽤于多线程之间的通信。
6. sleep 会让出 CPU 执⾏时间且强制上下文切换，而wait 则不⼀定，wait 后可能还是有机会重新竞争到锁继续执⾏的。 sleep()、wait()、join()、yield()之间的的区别。
7. yield（）执行后线程直接进⼊就绪状态，马上释放了cpu的执行权，但是依然保留了cpu的执⾏资格，所以有可能cpu下次进⾏线程调度还会让这个线程获取到执⾏权继续执行。
8. join（）执⾏后线程进⼊阻塞状态，例如在线程B中调用线程A的join（），那线程B会进⼊到阻塞队列，直到线程A结束或中断线程。 
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
    try {
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("22222222");
    }
});
    t1.start();
    t1.join();
    // 这⾏代码必须要等t1全部执⾏完毕，才会执⾏
    System.out.println("1111");
}




###执行结果
22222222
1111
3.Thread和Runable的区？
        Thread和Runnable的实质是继承关系，没有可比性。⽆论使⽤Runnable还是Thread，都会new  Thread，然后执行run方法。⽤法上，如果有复杂的线程操作需求，那就选择继承Thread，如果只是简单的执行⼀个任务，那就实现runnable。

4.并发、并行、串行之间的区别？

1. 串⾏在时间上不可能发⽣重叠，前⼀个任务没搞定，下⼀个任务就只能等着。

2. 并⾏在时间上是重叠的，两个任务在同⼀时刻互不干扰的同时执行。

3. 并发允许两个任务彼此干扰。统⼀时间点、只有⼀个任务运行，交替执行。
5.并发的三大特性？

        原子性 ：原子性是指在一个操作中cpu不可以在中途暂停然后再调度，即不被中断操作，要不全部执行完成，要 不都不执行。
        可见性：当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。
        有序性： 虚拟机在进行代码编译时，对于那些改变顺序之后不会对最终结果造成影响的代码，虚拟机不一定会按照我们写的代码的顺序来执行，有可能将他们重排序。
6.Java死锁如何避免？
造成死锁的几个原因：
        1. 一个资源每次只能被一个线程使⽤。
        2. 一个线程在阻塞等待某个资源时，不释放已占有资源。
        3. 一个线程已经获得的资源，在未使用完之前，不能被强行剥夺。
        4. 若干线程形成头尾相接的循环等待资源关系。
这是造成死锁必须要达到的4个条件，如果要避免死锁，只需要不满足其中某一个条件即可。而其中前 3个条件是作为锁要符合的条件，所以要避免死锁就需要打破第4 个条件，不出现循环等待锁的关系。
在开发过程中：
        1. 要注意加锁顺序，保证每个线程按同样的顺序进行加锁。
        2. 要注意加锁时限，可以针对所设置一个超时时间。
        3. 要注意死锁检查，这是一种预防机制，确保在第⼀时间发现死锁并进行解决。
7.为什么用线程池？解释下线程池参数？

用线程池的原因：

1、降低资源消耗；提⾼线程利用率，降低创建和销毁线程的消耗。

2、提⾼响应速度；任务来了，直接有线程可用可执行，而不是先创建线程，再执行。

3 、提⾼线程的可管理性；线程是稀缺资源，使用线程池可以统一分配调优监控。
线程池参数 ：
        1.corePoolSize 代表核心线程数，也就是正常情况下创建工作的线程数，这些线程创建后并不会消除，而是一种常驻线程 。
        2.maxinumPoolSize 代表的是最⼤线程数，它与核心线程数相对应，表示最大允许被创建的线程数，比如当前任务较多，将核心线程数都用完了，还无法满足需求时，此时就会创建新的线程，但是线程池内线程总数不会超过最⼤线程数。
        3.keepAliveTime 、 unit 表示超出核⼼线程数之外的线程的空闲存活时间，也就是核心线程
不会消除，但是超出核心线程数的部分线程如果空闲⼀定的时间则会被消除,我们可以通过
setKeepAliveTime 来设置空闲时间。
        4.workQueue 用 来存放待执行的任务，假设我们现在核心线程都已被使用，还有任务进来则全部 放⼊队列，直到整个队列被放满但任务还再持续进⼊则会开始创建新的线程。
        5.ThreadFactory 实际上是⼀个线程工厂，⽤来⽣产线程执行任务。我们可以选择使⽤默认的创建工厂，产⽣的线程都在同一个组内，拥有相同的优先级，且都不是守护线程。当然我们也可以选 择⾃定义线程工厂，一般我们会根据业务来制定不同的线程工厂。
        6.Handler 任务拒绝策略，有两种情况，第⼀种是当我们调⽤ shutdown 等⽅法关闭线程池
后，这时候即使线程池内部还有没执行完的任务正在执行，但是由于线程池已经关闭，我们再继续
想线程池提交任务就会遭到拒绝。另⼀种情况就是当达到最⼤线程数，线程池已经没有能⼒继续处
理新提交的任务时，这是也就拒绝。
8.线程池的底层⼯作原理
线程池内部是通过队列+线程实现的，当我们利用线程池执行任务时：
       
         1. 如果此时线程池中的线程数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
       
         2. 如果此时线程池中的线程数量等于corePoolSize，但是缓冲队列workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
         
        3. 如果此时线程池中的线程数量⼤于等于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量⼩于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
        
        4. 如果此时线程池中的线程数量⼤于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。
        
        5. 当线程池中的线程数量⼤于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

9.ReentrantLock中tryLock()和lock()⽅法的区别

        1. tryLock()表示尝试加锁，可能加到，也可能加不到，该方法不会阻塞线程，如果加到锁则返回 true，没有加到则返回false。
        
        2. lock()表示阻塞加锁，线程会阻塞直到加到锁，方法也没有返回值。
10.Sychronized和ReentrantLock的区别
        1. sychronized是一个关键字，ReentrantLock是一个类。
        2. sychronized会自动的加锁与释放锁，ReentrantLock需要程序员手动加锁与释放锁。
        3. sychronized的底层是JVM层⾯的锁，ReentrantLock是API层面的锁。
        4. sychronized是非公平锁，ReentrantLock可以选择公平锁或非公平锁。
        5. sychronized锁的是对象，锁信息保存在对象头中，ReentrantLock通过代码中int类型的state标识来标识锁的状态。
        6. sychronized底层有一个锁升级的过程。
11.谈谈你对AQS的理解，AQS如何实现可重入锁？
        1. AQS是⼀个JAVA线程同步的框架。是JDK中很多锁工具的核心实现框架。
        2. 在AQS中，维护了⼀个信号量state和⼀个线程组成的双向链表队列。其中，这个线程队列，就是用来给线程排队的，而state就像是一个红绿灯，用来控制线程排队或者放行的。 在不同的场景下，有不用的意义。
        3. 在可重入锁这个场景下，state就⽤来表示加锁的次数。 0 标识无锁，每加一次锁，state就加 1 。释放锁state就减1 。
12.ThreadLocal的底层原理
        1. ThreadLocal是Java中所提供的线程本地存储机制，可以利用该机制将数据 缓存在某个线程内部 ，该线程可以在任意时刻、任意方法中获取缓存的数据
        2. ThreadLocal底层是通过 ThreadLocalMap来实现的，每个Thread对象（注意不是ThreadLocal对象）中都存在一个ThreadLocalMap，Map的key为ThreadLocal对象，Map的value为需要缓存的值
        3. 如果在线程池中使用ThreadLocal会造成内存泄漏，因为当ThreadLocal对象使用完之后，应该要把设置的key，value，也就是Entry对象进行回收，但线程池中的线程不会回收，而线程对象是通过强引用指向ThreadLocalMap，ThreadLocalMap也是通过强引⽤指向Entry对象，线程不被回收，Entry对象也就不会被回收，从而出现内存泄漏，解决办法是，在使⽤了ThreadLocal对象之后，手动调用ThreadLocal的remove⽅法，手动清楚Entry对象。
        4. ThreadLocal经典的应⽤场景就是连接管理（一个线程持有一个连接，该连接对象可以在不同的方法之间进行传递，线程之间不共享同一个连接）。

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