线程、多线程、死锁、线程池

线程

什么是线程

线程是指程序在执行过程中，能够执行程序代码的一个执行单元。

线程和进程的区别是什么

• 进程是指一段正在执行的程序。线程又叫做轻量级进程。一个进程可以拥有多个线程，各个线程之间共享程序的内存空间（代码段、数据段和堆空间）及一些进程级的资源，但是各个线程拥有自己的栈空间。
• 每个进程中通常都有多个线程互不影响的并发执行。
• 线程与进程的区别归纳：
  a. 地址空间和其它资源：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。
  b. 通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。
  c. 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
  d. 在多线程OS中，进程不是一个可执行的实体。

创建线程有哪几种方式，哪种最好

• 有四种方式：
• 1、继承Thread类，重写run()方法；
• 2、实现Runable接口，并实现该接口的run()方法；
• 3、应用程序可以使用Executor框架来创建线程池；
• 4、还有一种方式是实现Callable接口，重写call()方法；
• 实现Runnable接口这种方式更受欢迎，因为这不需要继承Thread类。在应用设计中已经继承了别的对象的情况下，这需要多继承（而Java不支持多继承），只能实现接口。同时，线程池也是非常高效的，很容易实现和使用。

start() 跟 run() 方法的区别和联系

• 系统通过调用线程类的start()方法来启动一个线程，此时该线程处于就绪状态，而非运行状态，也就意味着这个线程可以被JVM来调度执行。在调度过程中，JVM通过调用线程类的run()方法来完成实际的操作，当run()方法结束后，此线程就会终止。
• 如果直接调用线程类的run()方法，这会被当做一个普通的函数调用，程序中仍然只有主线程这一个线程，也就是说，start()方法能够异步的调用run()方法，但是直接调用run()方法却是同步的，因此也就无法达到多线程的目的。
• run()方法：是在主线程中执行方法，和调用普通方法一样；（按顺序执行，同步执行）
• start()方法：是创建了新的线程，在新的线程中执行；（异步执行）。

多线程同步的方法有哪些

一、为什么要线程同步？

• 因为当我们有多个线程要同时访问一个变量或对象时，如果这些线程中既有读又有写操作时，就会导致变量值或对象的状态出现混乱，从而导致程序异常。举个例子，如果一个银行账户同时被两个线程操作，一个取100块，一个存钱100块。假设账户原本有0块，如果取钱线程和存钱线程同时发生，会出现什么结果呢？取钱不成功，账户余额是100.取钱成功了，账户余额是0.那到底是哪个呢？很难说清楚。因此多线程同步就是要解决这个问题。

什么是死锁

• 所谓死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待），若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。

产生死锁的原因

可归结为如下两点：
a. 竞争资源
系统中的资源可以分为两类：
可剥夺资源，是指某进程在获得这类资源后，该资源可以再被其他进程或系统剥夺，CPU和主存均属于可剥夺性资源；
另一类资源是不可剥夺资源，当系统把这类资源分配给某进程后，再不能强行收回，只能在进程用完后自行释放，如磁带机、打印机等。
产生死锁中的竞争资源之一指的是竞争不可剥夺资源（例如：系统中只有一台打印机，可供进程P1使用，假定P1已占用了打印机，若P2继续要求打印机打印将阻塞）
产生死锁中的竞争资源另外一种资源指的是竞争临时资源（临时资源包括硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等），通常消息通信顺序进行不当，则会产生死锁
b. 进程间推进顺序非法
若P1保持了资源R1,P2保持了资源R2，系统处于不安全状态，因为这两个进程再向前推进，便可能发生死锁
例如，当P1运行到P1：Request（R2）时，将因R2已被P2占用而阻塞；当P2运行到P2：Request（R1）时，也将因R1已被P1占用而阻塞，于是发生进程死锁

产生死锁的条件

• 死锁产生的4个必要条件：
  1、互斥条件：进程要求对所分配的资源（如打印机）进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源，则请求进程只能等待。
  2、不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能 由获得该资源的进程自己来释放（只能是主动释放)。
  3、请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源 已被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。
  4、循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源同时被 链中下一个进程所请求。

如何确保N个线程可以访问N个资源同时又不导致死锁

• 使用多线程的时候，一种非常简单的避免死锁的方式就是：指定获取锁的顺序，并强制线程按照指定的顺序获取锁。因此，如果所有的线程都是以同样的顺序加锁和释放锁，就不会出现死锁了。

项目中遇到过死锁吗？怎么解决的

预防死锁

资源一次性分配：一次性分配所有资源，这样就不会再有请求了：（破坏请求条件）
只要有一个资源得不到分配，也不给这个进程分配其他的资源：（破坏请保持条件）
可剥夺资源：即当某进程获得了部分资源，但得不到其它资源，则释放已占有的资源（破坏不可剥夺条件）
资源有序分配法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反（破坏环路等待条件）

死锁检测

1、Jstack命令
jstack是java虚拟机自带的一种堆栈跟踪工具。jstack用于打印出给定的java进程ID或core file或远程调试服务的Java堆栈信息。 Jstack工具可以用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。 线程出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以知道没有响应的线程到底在后台做什么事情，或者等待什么资源。
2、JConsole工具
Jconsole是JDK自带的监控工具，在JDK/bin目录下可以找到。它用于连接正在运行的本地或者远程的JVM，对运行在Java应用程序的资源消耗和性能进行监控，并画出大量的图表，提供强大的可视化界面。而且本身占用的服务器内存很小，甚至可以说几乎不消耗。

什么是线程池，为什么要使用线程池

• 所谓线程池，就是将多个线程放在一个池子里面（所谓池化技术），然后需要线程的时候不是创建一个线程，而是从线程池里面获取一个可用的线程，然后执行我们的任务。线程池的关键在于它为我们管理了多个线程，我们不需要关心如何创建线程，我们只需要关系我们的核心业务，然后需要线程来执行任务的时候从线程池中获取线程。任务执行完之后线程不会被销毁，而是会被重新放到池子里面，等待机会去执行任务。
  我们为什么需要线程池呢？首先一点是线程池为我们提高了一种简易的多线程编程方案，我们不需要投入太多的精力去管理多个线程，线程池会自动帮我们管理好，它知道什么时候该做什么事情，我们只要在需要的时候去获取就可以了。其次，我们使用线程池很大程度上归咎于创建和销毁线程的代价是非常昂贵的，甚至我们创建和销毁线程的资源要比我们实际执行的任务所花费的时间还要长，这显然是不科学也是不合理的，而且如果没有一个合理的管理者，可能会出现创建了过多的线程的情况，也就是在JVM中存活的线程过多，而存活着的线程也是需要销毁资源的，另外一点，过多的线程可能会造成线程过度切换的尴尬境地。

线程池的原理

线程池的参数是什么意思

守护线程

• 在Java中有两种线程，一种是用户线程，一种是守护线程。守护线程是一种特殊的线程，它具有陪伴的特性，当线程中不存在非守护线程了，守护线程也就自动销毁了。

sleep()和wait()方法有什么区别