面试-多线程常考

1、进程与线程的区别

• 进程：在内存中分配自己独立的运行空间，彼此之间不会相互影响。这种独立的应用空间称为进程。也可以通用的理解为进程就是一个运行的程序
• 线程：位于进程中，负责当前进程中某个具备独立运行资格的空间。一个进程中至少有一个线程。

2、引入多线程目的

• 更加合理的利用计算机资源
• 提高程序运行效率

3、synchronized的缺点（一般与Lock做比较）

• synchronized是java的关键字，如果一个代码块被synchronized修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行了代码块时，其他线程只能一直等待，直到该线程释放锁
• 无法实现读写锁分离，如果一个线程获取锁，其他线程将无法再次获取

3、Lock与synchronized的区别

• Lock是java语言申明的接口，由jdk1.5引入，synchronize是java关键字
• Lock需要手动释放锁，而synchronized不需要手动释放，代码执行完毕或者抛出异常，jvm会要求线程主动释放锁
• Lock支持更多的获取锁机制，如可以设置等待时长(tryLock(longtime,unit))，或者非阻塞获取锁（tryLock)或者可设置中断（lockinterruptibly)
• 通过Lock可以轻松实现读写锁分离
• synchronized下如果一个线程处于等待某个锁状态，是无法被中断的
• 从性能角度，如果竞争不激烈，两者性能差不多，而当竞争激烈时，Lock的性能要远远优于synchronized
  特别注意
  
  1. 使用Lock接口时，如果有异常发生，jvm不会释放锁，这样会造成死锁，最佳实践是在finally中释放锁
  2. 可中断是指等待线程，并不是正在执行的线程

读写锁

读写锁主要是对读操作与写操作获取不同的锁，当进行写操作时，需要获取写锁，其他线程将进行等待，直到写操作结束，释放锁。读操作时先获取读锁，此时写操作（写锁）将无法获取，必须等待当前线程释放锁，但是其他读操作仍然可以获取读锁，执行后续逻辑。
- 如果一个线程占用了读锁，此时其他线程需要申请写锁，则该线程进入等待，直到读锁释放
- 如果一个线程占用了写锁，测试其他线程都将等待锁的释放，不论获取读锁还是写锁。

java.util.concurrent包下线程池种类及其特性

1. Single Thread Executor:只有一个线程的线程池，所有提交的任务都是顺序执行的
2. Cached Thread Pool:如果线程池有空闲的线程，则使用空闲线程去执行新加入任务，否则将创建新的线程执行新建任务。如果任务执行完毕，没有新任务进入，线程池中线程超过60秒等待时间后，线程将被从线程池删除。
3. Fixed Thread Pool：拥有固定线程数的线程池，如果没有任务执行，那么线程会一直等待。如果任务集中进入，线程不能及时处理，会放入等待队列。
4. Scheduled Thread Pool:用来调度即将执行任务的线程池，可以设置多长时间执行一次
5. Single Thread Scheduled Pool:只有一个线程的线程池，用来调度任务在指定时间执行。

Runnable与Callable区别

• Runnable任务结束后，Future对象返回null，Callable返回的Future实例可以包括返回值
• Runnable通过execute提交任务，Callable通过submit提交任务
• Runnable中的run方法无返回值，Callable的call方法具有返回值，通过Future会获取，但是如果要获取返回值，则会进入阻塞状态，直到线程结束。

阻塞消息队列（BlockingQueue）入队方式对比

• add(Object):如果队列可容纳该对象压入，否则抛出异常
• offer(Object):如果可能，将对象放入队列，并返回true。如果队列已满，则返回false
• put(time):如果可能，将对象放入队列。如果队列已满，则阻塞当前线程，直到队列有空间放入队列后返回。

ArrayBlockingQueue与LinkedBlockingQueue比较

• ArrayBlockingQueue是由数组支持的有界阻塞队列，其队列大小是在构造时确定的，放入该队列的对象是以fifo排序的。
• LinkedBlockingQueue：无固定大小，构造时可设置队列容量，如果构造时未设置大小，则默认为Integer.MAX_VALUE
• LinkedBlockingQueue主要使用put和take，所以在消息队列容量已满进行入队或者容量为空获取数据时会阻塞
• 由于底层使用数据结构不同，LinkedBlockingQueue拥有比较大的吞吐量，但是如果线程数很大时性能要低于ArrayBlockingQueue

为什么使用线程池

涉及到多线程开发，如果并发量较小、或者业务执行频率比较分散，使用new Thread().start()模式是没有问题的。但是如果请求量比较集中，而且并发比较集中、数量较高。如：每一个线程执行1秒，并发tps是10000，即在1秒内，需要创建10000个线程。这会给jvm带来很大压力。此时引入线程池是必要的。具体原因涉及到以下几个方面
- 新建线程的开销，对于jvm新建与销毁线程消耗资源代价比较大，使用线程池可以重复利用现有线程，不需要为每个请求新建线程处理
- 资源消耗量：对每一个请求都新建一个线程，而每个线程是有一定资源消耗的，如果新建线程过多，对jvm运行会带来一定风险。线程池线程可重复利用，而且一定时间空闲后，可自动回收。
- 稳定性：每个jvm或者操作系统对线程数、资源（CPU、内存）有限制，如果无限制的创建线程，可能导致系统异常。