Java线程

电话面试

如何在Java中实现线程？

JAVA多线程实现方式主要有三种：继承Thread类、实现Runnable接口、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。其中前两种方式线程执行完后都没有返回值，只有最后一种是带返回值的。
要会写

Thread 类中的start() 和 run() 方法有什么区别

start()方法被用来启动新创建的线程，而且start()内部调用了run()方法，这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候，只会是在原来的线程中调用，没有新的线程启动，start()方法才会启动新线程。
Thread.start ()方法(native)启动线程，使之进入就绪状态，当 cpu 分配时间该线程时，由 JVM 调度执行 run ()方法。

volatile 变量和 atomic 变量有什么不同？

首先说两个概念：原子性和可见性
在考虑线程安全时，首先要想到的是解决可视性问题，即是否可以用volatile解决，其次考虑是否原子性问题，如果有原子性问题，则考虑用同步，那么首先考虑是否用非阻塞ATOMIC类，如果不行，考虑用SYHRONIZE，再不行，考虑锁。当然锁的粒度细，但是不易使用。
volatile保证可见性，解决的问题是：主存数据与工作内存数据不一致。但是不能解决原子性面临的问题；例如线程i++, 多线程执行，总和不定时执行的预期结果，因为i++包含了几个步骤，即使其他线程可见，但是仍然不能解决问题。

synchronized同步方法和同步方法里面的代码块，有什么区别？

简单的说代码块级同步需要互斥使用的对象。

复杂的话，下面是原理：

方法级同步：
- 实现方法：在要标志为同步的方法前加上synchronized关键字。
- 实现原理：当调用对象的同步方法时，线程取得对象锁或监视器；如果另一个线程试图执行任何同步方法时，他就会发现他被锁住了，进入挂起状态，直到对象监视器上的锁被释放时为止。当锁住方法的线程从方法中返回时，只有一个排队等候的线程可以访问对象。

代码块级同步：
- 临界区：需要进行互斥的代码段，而非整个方法。
- 实现方法：用synchronized来指定某个对象，此对象的锁被用来对花括号内的代码进行同步控制。
- 实现原理：在进入同步代码前，必须得到object对象的锁，如果其他线程已经得到这个锁，那么就得等到锁被释放后才能进入临界区。
- 锁的作用域：只在代码块运行的时间内

java中每个对象都有同步锁，同步方法是指进入该方法时需要获取this对象的同步锁，而同步代码块则是可以指定需要获取哪个对象的同步锁，以下代码实际上一个效果：
synchronized void t(){}
void t(){
synchronized(this){
}
}
同步代码块可以用如下方式来使用：
void t(){
synchronized(lockObject){}
}
其中lockObject可以为任何不为null值的对象

Java中什么是竞态条件(临界区)？ 举个例子说明。

当两个线程竞争同一资源时，如果对资源的访问顺序敏感，就称存在竞态条件。导致竞态条件发生的代码区称作临界区。在临界区中使用适当的同步就可以避免竞态条件。
界区实现方法有两种，一种是用synchronized，一种是用Lock显式锁实现。
1. class Counter {  
2.     protected long count = 0;  
3.     public void add(long value) {  
4.         this.count = this.count + value;  
5.     }  
6. }  
观察线程A和B交错执行会发生什么，两个线程分别加了2和3到count变量上，两个线程执行结束后count变量的值应该等于5。然而由于两个线程是交叉执行的，两个线程从内存中读出的初始值都是0。然后各自加了2和3，并分别写回内存。最终的值并不是期望的5，而是最后写回内存的那个线程的值，上面例子中最后写回内存的是线程A，但实际中也可能是线程B。如果没有采用合适的同步机制，线程间的交叉执行情况就无法预料。
add()方法就是一个临界区,它会产生竞态条件。

Java中notify 和 notifyAll有什么区别？

因为多线程可以等待单监控锁，Java API 的设计人员提供了一些方法当等待条件改变的时候通知它们，但是这些方法没有完全实现。notify()方法不能唤醒某个具体的线程，所以只有一个线程在等待的时候它才有用武之地。而notifyAll()唤醒所有线程并允许他们争夺锁确保了至少有一个线程能继续运行。

为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面？

回答这些问题的时候，你要说明为什么把这些方法放在Object类里是有意义的，还有不把它放在Thread类里的原因。一个很明显的原因是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。如果线程需要等待某些锁那么调用对象中的wait()方法就有意义了。如果wait()方法定义在Thread类中，线程正在等待的是哪个锁就不明显了。简单的说，由于wait，notify和notifyAll都是锁级别的操作，所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象。

Thread 类中的start() 和 run() 方法有什么区别？

start()方法被用来启动新创建的线程，而且start()内部调用了run()方法，这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候，只会是在原来的线程中调用，没有新的线程启动，start()方法才会启动新线程。

为什么wait和notify方法要在同步块中调用？

主要是因为Java API强制要求这样做，如果你不这么做，你的代码会抛出IllegalMonitorStateException异常。还有一个原因是为了避免wait和notify之间产生竞态条件。

什么时候抛出 InvalidMonitorStateException 异常，为什么？

调用 wait ()/notify ()/notifyAll ()中的任何一个方法时，如果当前线程没有获得该对象的锁，那么就会抛出 IllegalMonitorStateException 的异常(也就是说程序在没有执行对象的任何同步块或者同步方法时，仍然尝试调用 wait ()/notify ()/notifyAll ()时)。由于该异常是 RuntimeExcpetion 的子类，所以该异常不一定要捕获(尽管你可以捕获只要你愿意).作为 RuntimeException，此类异常不会在 wait (),notify (),notifyAll ()的方法签名提及。

sleep ()、suspend ()和 wait ()之间有什么区别？

第一种解释：
功能差不多,都用来进行线程控制,他们最大本质的区别是:sleep()不释放同步锁,wait()释放同步锁。还有用法的上的不同是:sleep(milliseconds)可以用时间指定来使他自动醒过来,如果时间不到你只能调用interreput()来强行打断;wait()可以用notify()直接唤起.

第二种解释：
sleep是Thread类的静态方法。sleep的作用是让线程休眠指定的时间，在时间到达时恢复，也就是说sleep将在接到时间到达事件事恢复线程执行
wait是Object的方法，也就是说可以对任意一个对象调用wait方法，调用wait方法将会将调用者的线程挂起，直到其他线程调用同一个对象的notify方法才会重新激活调用者，例如：

第三种解释：

这两者的施加者是有本质区别的.
sleep()是让某个线程暂停运行一段时间,其控制范围是由当前线程决定,也就是说,在线程里面决定.好比如说,我要做的事情是 "点火->烧水->煮面",而当我点完火之后我不立即烧水,我要休息一段时间再烧.对于运行的主动权是由我的流程来控制.

而wait(),首先,这是由某个确定的对象来调用的,将这个对象理解成一个传话的人,当这个人在某个线程里面说"暂停!",也是 thisOBJ.wait(),这里的暂停是阻塞,还是"点火->烧水->煮饭",thisOBJ就好比一个监督我的人站在我旁边,本来该线 程应该执行1后执行2,再执行3,而在2处被那个对象喊暂停,那么我就会一直等在这里而不执行3,但正个流程并没有结束,我一直想去煮饭,但还没被允许, 直到那个对象在某个地方说"通知暂停的线程启动!",也就是thisOBJ.notify()的时候,那么我就可以煮饭了,这个被暂停的线程就会从暂停处 继续执行.

其实两者都可以让线程暂停一段时间,但是本质的区别是一个线程的运行状态控制,一个是线程之间的通讯的问题

在静态方法上使用同步时会发生什么事？

同步静态方法时会获取该类的“Class”对象，所以当一个线程进入同步的静态方法中时，线程监视器获取类本身的对象锁，其它线程不能进入这个类的任何静态同步方法。它不像实例方法，因为多个线程可以同时访问不同实例同步实例方法。

当一个同步方法已经执行，线程能够调用对象上的非同步实例方法吗？

可以，一个非同步方法总是可以被调用而不会有任何问题。实际上，Java 没有为非同步方法做任何检查，锁对象仅仅在同步方法或者同步代码块中检查。如果一个方法没有声明为同步，即使你在使用共享数据 Java 照样会调用，而不会做检查是否安全，所以在这种情况下要特别小心。一个方法是否声明为同步取决于临界区访问(critial section access)，如果方法不访问临界区(共享资源或者数据结构)就没必要声明为同步的。

在一个对象上两个线程可以调用两个不同的同步实例方法吗？

不能，因为一个对象已经同步了实例方法，线程获取了对象的对象锁。所以只有执行完该方法释放对象锁后才能执行其它同步方法。看下面代码示例非常清晰：Common 类有 synchronizedMethod1()和 synchronizedMethod2()方法，MyThread 调用这两个方法。

什么是线程饿死，什么是活锁？

线程饿死和活锁虽然不像是死锁一样的常见问题，但是对于并发编程的设计者来说就像一次邂逅一样。
当所有线程阻塞，或者由于需要的资源无效而不能处理，不存在非阻塞线程使资源可用。JavaAPI 中线程活锁可能发生在以下情形：
当所有线程在程序中执行 Object.wait (0)，参数为 0 的 wait 方法。程序将发生活锁直到在相应的对象上有线程调用 Object.notify ()或者 Object.notifyAll ()。

简述synchronized和java.util.concurrent.locks.Lock的异同 ？

主要相同点：Lock能完成synchronized所实现的所有功能
主要不同点：Lock有比synchronized更精确的线程语义和更好的性能。synchronized会自动释放锁，而Lock一定要求程序员手工释放，并且必须在finally从句中释放。Lock还有更强大的功能，例如，它的tryLock方法可以非阻塞方式去拿锁。