多线程面试题总结

基础概念

  1. 进程与线程的区别

    • 进程:操作系统资源分配的基本单位,有独立内存空间
    • 线程:CPU调度的基本单位,共享进程资源
    • 对比:
      • 创建开销:进程 > 线程
      • 通信方式:进程(IPC)、线程(共享内存)
      • 安全性:进程更安全(隔离),线程需要同步
  2. 线程的生命周期与状态转换

    • NEW → RUNNABLE → RUNNING → BLOCKED/WAITING/TIMED_WAITING → TERMINATED
    • 关键方法:
      • start():进入RUNNABLE
      • yield():RUNNING → RUNNABLE
      • sleep()/wait():进入TIMED_WAITING/WAITING
      • notify()/notifyAll():WAITING → BLOCKED

线程创建与管理

  1. 创建线程的4种方式

    // 1. 继承Thread类
    class MyThread extends Thread {
         
         
        public void run() {
         
          /* 任务代码 */ }
    }
    
    // 2. 实现Runnable接口
    class MyRunnable implements Runnable {
         
         
        public void run() {
         
          /* 任务代码 */ }
    }
    
    // 3. 实现Callable接口(可返回结果)
    class MyCallable implements Callable<String> {
         
         
        public String call() throws Exception {
         
          return "结果"; }
    }
    
    // 4. 使用线程池
    ExecutorServ
<think>好的,用户需要一份关于Java多线程面试题的详细总结。首先,我需要整理常见的面试题,并确保覆盖基础概念、线程创建、生命周期、同步机制、线程池等重点内容。根据用户提供的引用内容,用户可能已经了解多线程的基本优缺点,但需要更深入的问题和答案。 首先,用户提到的引用中提到了多线程的定义、优缺点,以及创建线程的几种方式。我需要扩展这些点,比如详细说明每种创建方式的具体实现,并补充更多相关问题,如线程同步、锁机制、线程池等。同时,要确保回答结构清晰,分点列出,符合用户要求的格式。 接下来,要检查是否有遗漏的重要知识点。例如,线程的生命周期状态、wait()和sleep()的区别、volatile关键字、线程间通信等。这些都是常见的面试题,必须包含在内。此外,线程池的参数和工作原理也是高频问题,需要详细解释。 用户可能还关心实际应用中的问题,比如死锁如何避免,生产者-消费者模型的实现,Callable与Runnable的区别等。需要结合代码示例,比如使用synchronized关键字或ReentrantLock的示例,增强回答的可理解性。 另外,要注意引用用户提供的参考内容,但根据系统指令,引用标识需自然添加。例如,在讨论多线程优缺点时,可以引用用户提供的引用1和2中的内容,但需要确认是否符合当前回答的上下文。 最后,确保回答符合格式要求:使用中文,数学表达式正确,相关问题生成等。需要检查LaTeX语法是否正确,虽然当前问题可能较少涉及数学公式,但如果有相关概念如线程调度算法可能需要使用。 总结步骤: 1. 分章节整理核心知识点。 2. 每个知识点下详细说明,并附代码示例。 3. 添加相关问题,覆盖可能被问及的扩展内容。 4. 确保引用标识正确,回答结构清晰,符合用户要求。</think># Java多线程面试题深度总结 ## 一、核心概念 1. **多线程定义** 允许单个程序通过并行执行多个线程完成不同任务的技术,每个线程代表独立的执行路径[^2]。 示例场景:Web服务器同时处理多个客户端请求 2. **线程vs进程** - 进程:独立内存空间的操作系统资源单位 - 线程:进程内的执行单元,共享进程资源 - 对比:线程创建/切换成本更低,但需要处理共享资源问题[^2] ## 二、线程创建方式 ```java // 方式1:继承Thread类 class MyThread extends Thread { public void run() { System.out.println("Thread running"); } } // 方式2:实现Runnable接口 class MyRunnable implements Runnable { public void run() { System.out.println("Runnable running"); } } // 方式3:Callable+FutureTask class MyCallable implements Callable<String> { public String call() { return "Callable result"; } } // 方式4:线程池创建 ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); executor.submit(() -> System.out.println("From thread pool")); ``` ## 三、线程生命周期 $$ \text{新建(New)} \rightarrow \text{就绪(Runnable)} \leftrightarrow \text{运行(Running)} \rightarrow \text{阻塞(Blocked)} \rightarrow \text{终止(Terminated)} $$ ## 四、线程同步机制 1. **synchronized关键字** ```java // 同步代码块 synchronized(lockObj) { // 临界区代码 } // 同步方法 public synchronized void method() { ... } ``` 2. **ReentrantLock** ```java Lock lock = new ReentrantLock(); lock.lock(); try { // 临界区代码 } finally { lock.unlock(); } ``` 3. **volatile特性** - 保证变量可见性 - 禁止指令重排序 - 示例:`private volatile boolean flag = false;` ## 五、线程通信 1. **wait()/notify()机制** ```java synchronized(sharedObj) { while(conditionNotMet) { sharedObj.wait(); } // 执行操作 sharedObj.notifyAll(); } ``` 2. **BlockingQueue实现生产者-消费者** ```java BlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10); // 生产者 queue.put(item); // 消费者 Integer item = queue.take(); ``` ## 六、线程池体系 | 参数 | 说明 | |----------------|-----------------------------| | corePoolSize | 核心线程数(长期保留) | | maximumPoolSize| 最大线程数 | | keepAliveTime | 非核心线程空闲存活时间 | | workQueue | 任务队列(Array/Linked/Synchronous)| | threadFactory | 线程创建工厂 | | handler | 拒绝策略(Abort/CallerRuns/Discard)| ## 七、高频进阶问题 1. **ThreadLocal原理** 每个线程维护独立变量副本,通过`ThreadLocalMap`实现 2. **CAS与原子类** ```java AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); count.incrementAndGet(); // 原子操作 ``` 3. **死锁条件与预防** - 必要条件:互斥、请求保持、不可剥夺、循环等待 - 解决方案:顺序加锁、超时机制、死锁检测
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