线程和进程

多线程面试50题
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注意：多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束执行后，不能再重新启动——对于已经死亡的线程，无法再使用start方法令其进入就绪。

多线程的实现方式：
继承thread类或者实现Runable接口。
由于java单继承和可实现多接口，推荐用Runable接口。
但是两者都有缺陷——都无法获取计算结果。虽然可以通过共享变量或者使用线程通信的方式来获取执行结果，但是比较麻烦。
1 .thread 类中有start() 和 run() 方法：
start() :使线程进入就绪状态，等待cpu时间片，然后执行run() 方法，即线程体 包含了要执行的线程的内容，run() 结束，线程终止。
run() ：可以被重复调用。单独调用run()的话，会在当前线程中执行run()，不会启动新的线程。
2 .java中Callable和Runable

callable接口代表可以获取执行结果，而furture接口表示异步任务，可以获取未完成任务给出的未来结果。所以 callable用于产生结果，Future用于获取结果。

而Runable接口只有一个返回值为void的 run() 方法。无法获取执行结果。
Callable接口是一个泛型接口，也是只有一个方法 call() ，但是其返回值为 传递进来的 V类型，
使用：
一般情况下是配合ExecutorService来使用的，在ExecutorService接口中声明了若干个submit方法的重载版本：

Funture对象：装载计算结果。其源码：
public interface Future {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); //用来取消任务，参数表示是否可以取消正在执行的任务。
boolean isCancelled()； //任务正常执行结束之前是否被取消
boolean isDone(); //任务是否已经完成
V get() throws InterruptedException, ExecutionException; //方法用来获取执行结果，这个方法会产生阻塞，会一直等到 //任务执行完毕才返回
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException; //用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没 //获取到结果，就直接返回null
}
五个方法。功能：判断任务是否完成；取消或者中断任务；获取任务执行结果。

FutureTask 实现了RunableFurture 接口，其源码：
public interface RunnableFuture extends Runnable, Future {
void run();
}

public FutureTask(Callable callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
sync = new Sync(callable);
}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
sync = new Sync(Executors.callable(runnable, result));
}
如上提供了两个构造函数，一个以Callable为参数，另外一个以Runnable为参数。这些类之间的关联对于任务建模的办法非常灵活，允许你基于FutureTask的Runnable特性（因为它实现了Runnable接口），把任务写成Callable，然后封装进一个由执行者调度并在必要时可以取消的FutureTask。

FutureTask可以由执行者调度，这一点很关键。它对外提供的方法基本上就是Future和Runnable接口的组合：get()、cancel、isDone()、isCancelled()和run()，而run()方法通常都是由执行者调用，我们基本上不需要直接调用它。

wait, notify 和 notifyAll这些方法为何不在thread类里面？
java提供的锁是对象级的，而不是线程级的，每个对象都有锁,通过线程获得。

并发编程常见三个问题：原子性，有序性，可见性
Java内存模型（Java Memory Model，JMM）定义了程序中变量的访问规则就是执行次序

java本身定义一些规则：
1 .原子性：对于基础数据类型的读写存取是原子性操作，i=10，是原子性操作，而i=i+1 不属于原子性操作，因为要先对i进行读取操作。所以，
Java内存模型只保证了基本读取和赋值是原子性操作，如果要实现更大范围操作的原子性，可以通过synchronized和Lock来实现。由于synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程执行该代码块，那么自然就不存在原子性问题了，从而保证了原子性。
2 .可见性：对于可见性，Java提供了volatile关键字来保证可见性。
　当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。
　另外，通过synchronized和Lock也能够保证可见性，synchronized和Lock能保证同一时刻只有一个线程获取锁然后执行同步代码，并且在释放锁之前会将对变量的修改刷新到主存当中。因此可以保证可见性。
　3 .有序性：在Java内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重排序，但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的正确性。
　　在Java里面，可以通过volatile关键字来保证一定的“有序性”（具体原理在下一节讲述）。另外可以通过synchronized和Lock来保证有序性，很显然，synchronized和Lock保证每个时刻是有一个线程执行同步代码，相当于是让线程顺序执行同步代码，自然就保证了有序性。
　　另外，Java内存模型具备一些先天的“有序性”，即不需要通过任何手段就能够得到保证的有序性，这个通常也称为 happens-before 原则。如果两个操作的执行次序无法从happens-before原则推导出来，那么它们就不能保证它们的有序性，虚拟机可以随意地对它们进行重排序。

happens-before原则（先行发生原则）：
程序次序规则：一个线程内，按照代码顺序，书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作
锁定规则：一个unLock操作先行发生于后面对同一个锁额lock操作
volatile变量规则：对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作
传递规则：如果操作A先行发生于操作B，而操作B又先行发生于操作C，则可以得出操作A先行发生于操作C
线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每个一个动作
线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
线程终结规则：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行
对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始
　　这8条原则摘自《深入理解Java虚拟机》
通常来说，使用volatile必须具备以下2个条件：

　　1）对变量的写操作不依赖于当前值

　　2）该变量没有包含在具有其他变量的不变式中

　　实际上，这些条件表明，可以被写入 volatile 变量的这些有效值独立于任何程序的状态，包括变量的当前状态。

　　事实上，我的理解就是上面的2个条件需要保证操作是原子性操作，才能保证使用volatile关键字的程序在并发时能够正确执行。