Java 多线程 — 线程基础
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1. 多线程有什么用？
1、发挥多核CPU 的优势随着工业的进步，现在的笔记本、台式机乃至商用的应用服务器至少也都是双核的，4 核、8 核甚至 16 核的也都不少见，如果是单线程的程序，那么在双核CPU上就浪费了 50%， 在 4 核 CPU 上就浪费了 75%。单核 CPU 上所谓的"多线程"那是假的多线程，同一时间处理器只会处理一段逻辑，只不过线程之间切换得比较快，看着像多个线程"同时"运行罢了。多核 CPU 上的多线程才是真正的多线程，它能让你的多段逻辑同时工作，多线程，可以真正发挥出多核CPU 的优势来，达到充分利用CPU 的目的。
2、防止阻塞从程序运行效率的角度来看，单核 CPU 不但不会发挥出多线程的优势，反而会因为在单核CPU 上运行多线程导致线程上下文的切换，而降低程序整体的效率。但是单核 CPU 我们还是要应用多线程，就是为了防止阻塞。试想，如果单核CPU使用单线程，那么只要这个线程阻塞了，比方说远程读取某个数据吧，对端迟迟未返回又没有设置超时时间，那么你的整个程序在数据返回回来之前就停止运行了。多线程可以防止这个问题，多条线程同时运行，哪怕一条线程的代码执行读取数据阻塞，也不会影响其它任务的执行。
3、便于建模这是另外一个没有这么明显的优点了。假设有一个大的任务A，单线程编程，那么就要考虑很多，建立整个程序模型比较麻烦。但是如果把这个大的任务A分解成几个小任务，任务B、任务 C、任务 D，分别建立程序模型，并通过多线程分别运行这几个任务，那就简单很多了。
2. 线程和进程的区别是什么？
进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。
3. Java 实现线程有哪几种方式？
1、继承 Thread 类实现多线程
2、实现 Runnable 接口方式实现多线程
3、使用 ExecutorService、Callable、Future 实现有返回结果的多线程
4. 启动线程方法 start()和 run()有什么区别？
只有调用了 start()方法，才会表现出多线程的特性，不同线程的run()方法里面的代码交替执行。如果只是调用 run()方法，那么代码还是同步执行的，必须等待一个线程的 run()方法里面的代码全部执行完毕之后，另外一个线程才可以执行其run()方法里面的代码。
5. 怎么终止一个线程？如何优雅地终止线程？
stop 终止，不推荐。
6. 一个线程的生命周期有哪几种状态？它们之间如何流转的？
NEW：毫无疑问表示的是刚创建的线程，还没有开始启动。RUNNABLE: 表示线程已经触发 start()方式调用，线程正式启动，线程处于运行中状态。BLOCKED：表示线程阻塞，等待获取锁，如碰到 synchronized、lock 等关键字等占用临界区的情况，一旦获取到锁就进行 RUNNABLE 状态继续运行。WAITING：表示线程处于无限制等待状态，等待一个特殊的事件来重新唤醒，如通过wait()方法进行等待的线程等待一个 notify()或者 notifyAll()方法，通过join()方法进行等待的线程等待目标线程运行结束而唤醒，一旦通过相关事件唤醒线程，线程就进入了 RUNNABLE 状态继续运行。TIMED_WAITING：表示线程进入了一个有时限的等待，如sleep(3000)，等待3秒后线程重新进行 RUNNABLE 状态继续运行。TERMINATED：表示线程执行完毕后，进行终止状态。需要注意的是，一旦线程通过 start 方法启动后就再也不能回到初始 NEW 状态，线程终止后也不能再回到RUNNABLE 状态
7. 线程中的 wait()和 sleep()方法有什么区别？
这个问题常问，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
8. 多线程同步有哪几种方法？
Synchronized 关键字，Lock 锁实现，分布式锁等。
9. 什么是死锁？如何避免死锁？
死锁就是两个线程相互等待对方释放对象锁。
10. 多线程之间如何进行通信？
wait/notify
11. 线程怎样拿到返回结果？
实现Callable 接口。
12. violatile 关键字的作用？
一个非常重要的问题，是每个学习、应用多线程的 Java 程序员都必须掌握的。理解 volatile关键字的作用的前提是要理解 Java 内存模型，这里就不讲Java 内存模型了，可以参见第31 点，volatile 关键字的作用主要有两个：
1、多线程主要围绕可见性和原子性两个特性而展开，使用volatile 关键字修饰的变量，保证了其在多线程之间的可见性，即每次读取到 volatile 变量，一定是最新的数据
2、代码底层执行不像我们看到的高级语言----Java 程序这么简单，它的执行是Java代码–>字节码–>根据字节码执行对应的 C/C++代码–>C/C++代码被编译成汇编语言–>和硬件电路交互，现实中，为了获取更好的性能 JVM可能会对指令进行重排序，多线程下可能会出现一些意想不到的问题。使用 volatile 则会对禁止语义重排序，当然这也一定程度上降低了代码执行效率从实践角度而言，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。
13. 新建 T1、T2、T3 三个线程，如何保证它们按顺序执行？
用join 方法。
14. 怎么控制同一时间只有 3 个线程运行？
用Semaphore。
15. 为什么要使用线程池？
我们知道不用线程池的话，每个线程都要通过 new Thread(xxRunnable).start()的方式来创建并运行一个线程，线程少的话这不会是问题，而真实环境可能会开启多个线程让系统和程序达到最佳效率，当线程数达到一定数量就会耗尽系统的CPU和内存资源，也会造成 GC频繁收集和停顿，因为每次创建和销毁一个线程都是要消耗系统资源的，如果为每个任务都创建线程这无疑是一个很大的性能瓶颈。所以，线程池中的线程复用极大节省了系统资源，当线程一段时间不再有任务处理时它也会自动销毁，而不会长驻内存。