多線程面試經典問答

多線程技術在互聯(lián)網技術方面使用如此廣泛，幾乎所有的后端技術面試官都要在并發(fā)編程的使用和原理方面對小伙伴們進行各種刁難。作為一名在互聯(lián)網技術行業(yè)打擊過成百上千名【請允許我夸張一下】的資深技術面試官，看過了無數(shù)落寞的身影失望的離開，略感愧疚，故獻上此文，希望各位讀者以后面試勢如破竹，永無失敗！

覺得文章對你有幫助的話，可以點贊關注一下，給作者一點小鼓勵。

什么是線程？

線程是操作系統(tǒng)能夠進行運算調度的最小單位，它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位，可以使用多線程對進行運算提速。

比如，如果一個線程完成一個任務要100毫秒，那么用十個線程完成改任務只需10毫秒

什么是多線程？優(yōu)缺點？

什么是多線程？

多線程：是指從軟件或者硬件上實現(xiàn)多個線程的并發(fā)技術。

多線程的好處：

使用多線程可以把程序中占據(jù)時間長的任務放到后臺去處理，如圖片、視屏的下載

發(fā)揮多核處理器的優(yōu)勢，并發(fā)執(zhí)行讓系統(tǒng)運行的更快、更流暢，用戶體驗更好

多線程的缺點：

大量的線程降低代碼的可讀性;

更多的線程需要更多的內存空間

當多個線程對同一個資源出現(xiàn)爭奪時候要注意線程安全的問題。

線程的五個狀態(tài)（五種狀態(tài)，創(chuàng)建、就緒、運行、阻塞和死亡）？

線程通常都有五種狀態(tài)，創(chuàng)建、就緒、運行、阻塞和死亡。

第一是創(chuàng)建狀態(tài)。在生成線程對象，并沒有調用該對象的start方法，這是線程處于創(chuàng)建狀態(tài)。

第二是就緒狀態(tài)。當調用了線程對象的start方法之后，該線程就進入了就緒狀態(tài)，但是此時線程調度程序還沒有把該線程設置為當前線程，此時處于就緒狀態(tài)。在線程運行之后，從等待或者睡眠中回來之后，也會處于就緒狀態(tài)。

第三是運行狀態(tài)。線程調度程序將處于就緒狀態(tài)的線程設置為當前線程，此時線程就進入了運行狀態(tài)，開始運行run函數(shù)當中的代碼。

第四是阻塞狀態(tài)。線程正在運行的時候，被暫停，通常是為了等待某個時間的發(fā)生（比如說某項資源就緒）之后再繼續(xù)運行。sleep，suspend，wait等方法都可以導致線程阻塞。

第五是死亡狀態(tài)。如果一個線程的run方法執(zhí)行結束或者調用stop方法后，該線程就會死亡。對于已經死亡的線程，無法再使用start方法令其進入就緒

什么是CAS？

CAS（compare and swap）的縮寫，中文翻譯成比較并交換。

CAS 不通過JVM，直接利用java本地方 JNI（Java Native Interface為JAVA本地調用），直接調用CPU 的cmpxchg（是匯編指令）指令。

利用CPU的CAS指令，同時借助JNI來完成Java的非阻塞算法，實現(xiàn)原子操作。其它原子操作都是利用類似的特性完成的。

整個java.util.concurrent都是建立在CAS之上的，因此對于synchronized阻塞算法，J.U.C在性能上有了很大的提升。

CAS是項樂觀鎖技術，當多個線程嘗試使用CAS同時更新同一個變量時，只有其中一個線程能更新變量的值，而其它線程都失敗，失敗的線程并不會被掛起，而是被告知這次競爭中失敗，并可以再次嘗試。

CAS應用

CAS有3個操作數(shù)，內存值V，舊的預期值A，要修改的新值B。當且僅當預期值A和內存值V相同時，將內存值V修改為B，否則什么都不做。

CAS優(yōu)點

確保對內存的讀-改-寫操作都是原子操作執(zhí)行

CAS缺點

CAS雖然很高效的解決原子操作，但是CAS仍然存在三大問題。ABA問題，循環(huán)時間長開銷大和只能保證一個共享變量的原子操作

什么是AQS？

AbstractQueuedSynchronizer簡稱AQS，是一個用于構建鎖和同步容器的框架。事實上concurrent包內許多類都是基于AQS構建，例如ReentrantLock，Semaphore，CountDownLatch，ReentrantReadWriteLock，F(xiàn)utureTask等。AQS解決了在實現(xiàn)同步容器時設計的大量細節(jié)問題。

AQS使用一個FIFO的隊列表示排隊等待鎖的線程，隊列頭節(jié)點稱作“哨兵節(jié)點”或者“啞節(jié)點”，它不與任何線程關聯(lián)。其他的節(jié)點與等待線程關聯(lián)，每個節(jié)點維護一個等待狀態(tài)waitStatus。

什么是樂觀鎖和悲觀鎖？

悲觀鎖

Java在JDK1.5之前都是靠synchronized關鍵字保證同步的，這種通過使用一致的鎖定協(xié)議來協(xié)調對共享狀態(tài)的訪問，可以確保無論哪個線程持有共享變量的鎖，都采用獨占的方式來訪問這些變量。獨占鎖其實就是一種悲觀鎖，所以可以說synchronized是悲觀鎖。

樂觀鎖

樂觀鎖（ Optimistic Locking）其實是一種思想。相對悲觀鎖而言，樂觀鎖假設認為數(shù)據(jù)一般情況下不會造成沖突，所以在數(shù)據(jù)進行提交更新的時候，才會正式對數(shù)據(jù)的沖突與否進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)沖突了，則讓返回用戶錯誤的信息，讓用戶決定如何去做。

并發(fā)編程（concurrency）并行編程（parallellism）有什么區(qū)別？

并發(fā)（concurrency）和并行（parallellism）是：

解釋一：并行是指兩個或者多個事件在同一時刻發(fā)生;而并發(fā)是指兩個或多個事件在同一時間間隔發(fā)生。

解釋二：并行是在不同實體上的多個事件，并發(fā)是在同一實體上的多個事件。

解釋三：在一臺處理器上“同時”處理多個任務，在多臺處理器上同時處理多個任務。如hadoop分布式集群

所以并發(fā)編程的目標是充分的利用處理器的每一個核，以達到最高的處理性能。

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怎么喚醒一個阻塞的線程？

如果線程是因為調用了wait（）、sleep（）或者join（）方法而導致的阻塞，可以中斷線程，并且通過拋出InterruptedException來喚醒它;如果線程遇到了IO阻塞，無能為力，因為IO是操作系統(tǒng)實現(xiàn)的，Java代碼并沒有辦法直接接觸到操作系統(tǒng)。

如何檢測死鎖？怎么預防死鎖？

所謂死鎖：是指兩個或兩個以上的進程在執(zhí)行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法推進下去。此時稱系統(tǒng)處于死鎖

通俗地講就是兩個或多個進程被無限期地阻塞、相互等待的一種狀態(tài)

死鎖產生的原因？

1.因競爭資源發(fā)生死鎖 現(xiàn)象：系統(tǒng)中供多個進程共享的資源的數(shù)目不足以滿足全部進程的需要時，就會引起對諸資源的競爭而發(fā)生死鎖現(xiàn)象

2.進程推進順序不當發(fā)生死鎖

死鎖的四個必要條件：

互斥條件：進程對所分配到的資源不允許其他進程進行訪問，若其他進程訪問該資源，只能等待，直至占有該資源的進程使用完成后釋放該資源

請求和保持條件：進程獲得一定的資源之后，又對其他資源發(fā)出請求，但是該資源可能被其他進程占有，此事請求阻塞，但又對自己獲得的資源保持不放

不可剝奪條件：是指進程已獲得的資源，在未完成使用之前，不可被剝奪，只能在使用完后自己釋放

環(huán)路等待條件：是指進程發(fā)生死鎖后，若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關系

這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之

一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。

檢測死鎖

有兩個容器，一個用于保存線程正在請求的鎖，一個用于保存線程已經持有的鎖。每次加鎖之前都會做如下檢測：

檢測當前正在請求的鎖是否已經被其它線程持有，如果有，則把那些線程找出來

遍歷第一步中返回的線程，檢查自己持有的鎖是否正被其中任何一個線程請求，如果第二步返回真，表示出現(xiàn)了死鎖

死鎖的解除與預防：

理解了死鎖的原因，尤其是產生死鎖的四個必要條件，就可以最大可能地避免、預防和解除死鎖。

所以，在系統(tǒng)設計、進程調度等方面注意如何不讓這四個必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免進程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。

此外，也要防止進程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源。因此，對資源的分配要給予合理的規(guī)劃。

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總結

關于Java多線程面試技術點的一些總結已經寫完了，受限于我的視野，所以可能寫的不是很全面，大家要是有不同意見的，可以分享出來，一起交流，要是想深入了解多線程技術知識點的，可以加上面的群，希望可以幫助在這個行業(yè)發(fā)展的朋友和童鞋們，在論壇博客等地方少花些時間找資料，把有限的時間，真正花在學習上。