多线程面试题
一、创建线程的有哪些方式？
1）继承Thread类创建线程类
2）通过Runnable接口创建线程类
3）通过Callable和Future创建线程
4）通过线程池创建
二、创建线程的三种方式的对比？
1）采用实现Runnable、Callable接口的方式创建多线程。
优势是：
线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口，还可以继承其他类。
在这种方式下，多个线程可以共享同一个target对象，所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况，从而可以将CPU、代码和数据分开，形成清晰的模型，较好地体现了面向对象的思想。
劣势是：
编程稍微复杂，如果要访问当前线程，则必须使用Thread.currentThread()方法。
2）使用继承Thread类的方式创建多线程
优势是：
编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this即可获得当前线程。
劣势是：
线程类已经继承了Thread类，所以不能再继承其他父类。
3）Runnable和Callable的区别
Callable规定（重写）的方法是call()，Runnable规定（重写）的方法是run()。
Callable的任务执行后可返回值，而Runnable的任务是不能返回值的。
Call方法可以抛出异常，run方法不可以。
运行Callable任务可以拿到一个Future对象，表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并检索计算的结果。通过Future对象可以了解任务执行情况，可取消任务的执行，还可获取执行结果。
三、线程的生命周期及状态
1）新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread()；
2）就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；
3）运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就绪状态是进入到运行状态的唯一入口，也就是说，线程要想进入运行状态执行，首先必须处于就绪状态中；
4）阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。
根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：
a.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态；
b.同步阻塞 – 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；
c.其他阻塞 – 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。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。
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。
四、什么是线程池?
线程池就是提前创建若干个线程，如果有任务需要处理，线程池里的线程就会处理任务，处理完之后线程并不会被销毁，而是等待下一个任务。由于创建和销毁线程都是消耗系统资源的，所以当你想要频繁的创建和销毁线程的时候就可以考虑使用线程池来提升系统的性能。
线程池就是提前找很多男朋友（线程），如果有困难（任务）需要处理，线程池里的男朋友（线程）就会帮助你处理困难（任务）。处理完之后男朋友（线程）并不会被丢弃，而是继续等待，遇到下一个困难（任务）。因为找和丢男朋友（创建和销毁线程）都是要消耗自己的（资源），所以当想要频繁的找和丢男朋友（创建和销毁线程）就可以考虑使用线程池来提升自己，（系统的性能）
五、线程池的优点？
1）重用存在的线程，减少对象创建销毁的开销。
（反复和已经存在的男朋友保持关系，减少创建和销毁，因为过多的创建和销毁会消耗自己的资源。）
- 可有效的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，避免堵塞。
（有效的控制多个男朋友同时来找你（并发），提高自己的资源使用率，同时也避免因为并发引发的过多（男朋友）资源竞争，从而避免拥堵（堵塞））
- 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。
定时执行、定期执行、单线程、并发数控制就相当于定时定期的每天晚上聊小哥哥，每个小哥哥和你都是一条单线程，但是要控制并发数量（防止堵塞）。
六、Java创建线程池的方式？
1）newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池
2）newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数。
3）newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
4）newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务。
5）使用ThreadPoolExecutor创建自定义线程池
七、synchronized关键字的作用？
在Java中，synchronized关键字是用来控制线程同步的，就是在多线程的环境下，控制synchronized代码段不被多个线程同时执行。
synchronized既可以加在一段代码上，也可以加在方法上。
- volatile关键字的作用
对于可见性，Java提供了volatile关键字来保证可见性。
当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。
从实践角度而言，volatile的一个重要作用就是和CAS结合，保证了原子性，详细的可以参见java.util.concurrent.atomic包下的类，比如AtomicInteger。
九、什么是乐观锁和悲观锁
1）乐观锁：就像它的名字一样，对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态，乐观锁认为竞争不总是会发生，因此它不需要持有锁，将比较-替换这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，那么就应该有相应的重试逻辑。
2）悲观锁：还是像它的名字一样，对于并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态，悲观锁认为竞争总是会发生，因此每次对某资源进行操作时，都会持有一个独占的锁，就像synchronized，不管三七二十一，直接上了锁就操作资源了。
十、synchronized、volatile、CAS比较
synchronized是悲观锁，属于抢占式，会引起其他线程阻塞。
volatile提供多线程共享变量可见性和禁止指令重排序优化。
CAS是基于冲突检测的乐观锁（非阻塞）
十一、sleep方法和wait方法有什么区别?
sleep方法和wait方法都可以用来放弃CPU一定的时间，不同点在于如果线程持有某个对象的监视器，sleep方法不会放弃这个对象的监视器，wait方法会放弃这个对象的监视器
十二、ThreadLocal是什么？有什么用？
ThreadLocal是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射，各个线程之间的变量互不干扰，在高并发场景下，可以实现无状态的调用，特别适用于各个线程依赖不通的变量值完成操作的场景。
简单说ThreadLocal就是一种以空间换时间的做法，在每个Thread里面维护了一个以开地址法实现的ThreadLocal.ThreadLocalMap，把数据进行隔离，数据不共享，自然就没有线程安全方面的问题
十三、为什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用
Java规定wait()方法和notify()/notifyAll()方法在调用前都必须先获得对象的锁
十四、多线程同步有哪几种方法？
Synchronized关键字，Lock锁实现，分布式锁等。
十五、线程的调度策略
线程调度器选择优先级最高的线程运行，但是，如果发生以下情况，就会终止线程的运行：
1）线程体中调用了yield方法让出了对cpu的占用权利
2）线程体中调用了sleep方法使线程进入睡眠状态
3）线程由于IO操作受到阻塞
4）另外一个更高优先级线程出现
5）在支持时间片的系统中，该线程的时间片用完
十六、什么是死锁？
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。
Java发生死锁的根本原因是：在申请锁时发生了交叉闭环申请
产生死锁的四个必要条件:
●互斥条件:进程要求对所分配的资源进行排它性控制，即在一段时间内某资源仅为一-进程所占用。
●请求和保持条件:当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未使用完之前，不能剥夺，只能在使用完时由自己释放。
●环路等待条件:在发生死锁时，必然存在一个进程-资源的环形链。
十七、死锁的原因
1）是多个线程涉及到多个锁，这些锁存在着交叉，所以可能会导致了一个锁依赖的闭环。
例如：线程在获得了锁A并且没有释放的情况下去申请锁B，这时，另一个线程已经获得了锁B，在释放锁B之前又要先获得锁A，因此闭环发生，陷入死锁循环。
2）默认的锁申请操作是阻塞的。
所以要避免死锁，就要在一遇到多个对象锁交叉的情况，就要仔细审查这几个对象的类中的所有方法，是否存在着导致锁依赖的环路的可能性。总之是尽量避免在一个同步方法中调用其它对象的延时方法和同步方法
十八、怎么唤醒一个阻塞的线程
如果线程是因为调用了wait()、sleep()或者join()方法而导致的阻塞，可以中断线程，并且通过抛出InterruptedException来唤醒它；如果线程遇到了IO阻塞，无能为力，因为IO是操作系统实现的，Java代码并没有办法直接接触到操作系统。
十九、Java中用到的线程调度算法是什么
抢占式。一个线程用完CPU之后，操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。
二十、单例模式的线程安全性
老生常谈的问题了，首先要说的是单例模式的线程安全意味着：某个类的实例在多线程环境下只会被创建一次出来。单例模式有很多种的写法，我总结一下：
1）饿汉式单例模式的写法：线程安全
2）懒汉式单例模式的写法：非线程安全
3）双检锁单例模式的写法：线程安全
二十一、Java线程数过多会造成什么异常？
1）线程的生命周期开销非常高
2）消耗过多的CPU资源
如果可运行的线程数量多于可用处理器的数量，那么有线程将会被闲置。大量空闲的线程会占用许多内存，给垃圾回收器带来压力，而且大量的线程在竞争CPU资源时还将产生其他性能的开销。
3）降低稳定性
JVM在可创建线程的数量上存在一个限制，这个限制值将随着平台的不同而不同，并且承受着多个因素制约，包括JVM的启动参数、Thread构造函数中请求栈的大小，以及底层操作系统对线程的限制等。如果破坏了这些限制，那么可能抛出OutOfMemoryError异常。
二十二、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。
二十三、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。
二十四、Thread 类中的start() 和 run() 方法有什么区别
1.start（）方法来启动线程，真正实现了多线程运行。这时无需等待run方法体代码执行完毕，可以直接继续执行下面的代码；通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程， 这时此线程是处于就绪状态， 并没有运行。 然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行操作的， 这里方法run()称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容， Run方法运行结束， 此线程终止。然后CPU再调度其它线程。
2.run（）方法当作普通方法的方式调用。程序还是要顺序执行，要等待run方法体执行完毕后，才可继续执行下面的代码； 程序中只有主线程——这一个线程， 其程序执行路径还是只有一条， 这样就没有达到写线程的目的。
记住：多线程就是分时利用CPU，宏观上让所有线程一起执行 ，也叫并发
二十五、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。
二十六、线程池的执行流程？
我们向线程提交任务时可以使用Execute和Submit，区别就是Submit可以返回一个Future对象，通过Future对象可以了解任务执行情况，可以取消任务的执行，还可获取执行结果或执行异常。Submit最终也是通过Execute执行的。
线程池提交任务时的执行顺序如下：
向线程池提交任务时，会首先判断线程池中的线程数是否大于设置的核心线程数，如果不大于，就创建一个核心线程来执行任务。
- 如果大于核心线程数，就会判断缓冲队列是否满了，如果没有满，则放入队列，等待线程空闲时执行任务。
- 如果队列已经满了，则判断是否达到了线程池设置的最大线程数，如果没有达到，就创建新线程来执行任务。
- 如果已经达到了最大线程数，则执行指定的拒绝策略。这里需要注意队列的判断与最大线程数判断的顺序，不要搞反。
