Java併發程式設計75道面試題及答案——穩了
1、在java中守護執行緒和本地執行緒區別？
java中的執行緒分為兩種：守護執行緒（Daemon）和使用者執行緒（User）。
任何執行緒都可以設定為守護執行緒和使用者執行緒，通過方法Thread.setDaemon(bool on)；true則把該執行緒設定為守護執行緒，反之則為使用者執行緒。Thread.setDaemon()必須在Thread.start()之前呼叫，否則執行時會丟擲異常。
兩者的區別：
唯一的區別是判斷虛擬機器(JVM)何時離開，Daemon是為其他執行緒提供服務，如果全部的User Thread已經撤離，Daemon 沒有可服務的執行緒，JVM撤離。也可以理解為守護執行緒是JVM自動建立的執行緒（但不一定），使用者執行緒是程式建立的執行緒；比如JVM的垃圾回收執行緒是一個守護執行緒，當所有執行緒已經撤離，不再產生垃圾，守護執行緒自然就沒事可幹了，當垃圾回收執行緒是Java虛擬機器上僅剩的執行緒時，Java虛擬機器會自動離開。
擴充套件：Thread Dump打印出來的執行緒資訊，含有daemon字樣的執行緒即為守護程序，可能會有：服務守護程序、編譯守護程序、windows下的監聽Ctrl+break的守護程序、Finalizer守護程序、引用處理守護程序、GC守護程序。
2、執行緒與程序的區別？
程序是作業系統分配資源的最小單元，執行緒是作業系統排程的最小單元。
一個程式至少有一個程序,一個程序至少有一個執行緒。
3、什麼是多執行緒中的上下文切換？
多執行緒會共同使用一組計算機上的CPU，而執行緒數大於給程式分配的CPU數量時，為了讓各個執行緒都有執行的機會，就需要輪轉使用CPU。不同的執行緒切換使用CPU發生的切換資料等就是上下文切換。
4、死鎖與活鎖的區別，死鎖與飢餓的區別？
死鎖：是指兩個或兩個以上的程序（或執行緒）在執行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象，若無外力作用，它們都將無法推進下去。
產生死鎖的必要條件：
1. 互斥條件：所謂互斥就是程序在某一時間內獨佔資源。
2. 請求與保持條件：一個程序因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。
3. 不剝奪條件:程序已獲得資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。
4. 迴圈等待條件:若干程序之間形成一種頭尾相接的迴圈等待資源關係。
活鎖：任務或者執行者沒有被阻塞，由於某些條件沒有滿足，導致一直重複嘗試，失敗，嘗試，失敗。
活鎖和死鎖的區別在於，處於活鎖的實體是在不斷的改變狀態，所謂的“活”， 而處於死鎖的實體表現為等待；活鎖有可能自行解開，死鎖則不能。
飢餓：一個或者多個執行緒因為種種原因無法獲得所需要的資源，導致一直無法執行的狀態。
Java中導致飢餓的原因：
- 高優先順序執行緒吞噬所有的低優先順序執行緒的CPU時間。
- 執行緒被永久堵塞在一個等待進入同步塊的狀態，因為其他執行緒總是能在它之前持續地對該同步塊進行訪問。
- 執行緒在等待一個本身也處於永久等待完成的物件(比如呼叫這個物件的wait方法)，因為其他執行緒總是被持續地獲得喚醒。
5、Java中用到的執行緒排程演算法是什麼？
採用時間片輪轉的方式。可以設定執行緒的優先順序，會對映到下層的系統上面的優先順序上，如非特別需要，儘量不要用，防止執行緒飢餓。
6、什麼是執行緒組，為什麼在Java中不推薦使用？
ThreadGroup類，可以把執行緒歸屬到某一個執行緒組中，執行緒組中可以有執行緒物件，也可以有執行緒組，組中還可以有執行緒，這樣的組織結構有點類似於樹的形式。
為什麼不推薦使用？因為使用有很多的安全隱患吧，沒有具體追究，如果需要使用，推薦使用執行緒池。
7、為什麼使用Executor框架？
- 每次執行任務建立執行緒 new Thread()比較消耗效能，建立一個執行緒是比較耗時、耗資源的。
- 呼叫 new Thread()建立的執行緒缺乏管理，被稱為野執行緒，而且可以無限制的建立，執行緒之間的相互競爭會導致過多佔用系統資源而導致系統癱瘓，還有執行緒之間的頻繁交替也會消耗很多系統資源。
- 接使用new Thread() 啟動的執行緒不利於擴充套件，比如定時執行、定期執行、定時定期執行、執行緒中斷等都不便實現。
8、在Java中Executor和Executors的區別？
Executors 工具類的不同方法按照我們的需求建立了不同的執行緒池，來滿足業務的需求。
Executor 介面物件能執行我們的執行緒任務。
ExecutorService介面繼承了Executor介面並進行了擴充套件，提供了更多的方法我們能獲得任務執行的狀態並且可以獲取任務的返回值。
使用ThreadPoolExecutor 可以建立自定義執行緒池。
Future 表示非同步計算的結果，他提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，並可以使用get()方法獲取計算的結果。
9、如何在Windows和Linux上查詢哪個執行緒使用的CPU時間最長？
10、什麼是原子操作？在Java Concurrency API中有哪些原子類(atomic classes)？
原子操作（atomic operation）意為”不可被中斷的一個或一系列操作” 。
處理器使用基於對快取加鎖或匯流排加鎖的方式來實現多處理器之間的原子操作。
在Java中可以通過鎖和迴圈CAS的方式來實現原子操作。 CAS操作——Compare & Set，或是 Compare & Swap，現在幾乎所有的CPU指令都支援CAS的原子操作。
原子操作是指一個不受其他操作影響的操作任務單元。原子操作是在多執行緒環境下避免資料不一致必須的手段。
int++並不是一個原子操作，所以當一個執行緒讀取它的值並加1時，另外一個執行緒有可能會讀到之前的值，這就會引發錯誤。
為了解決這個問題，必須保證增加操作是原子的，在JDK1.5之前我們可以使用同步技術來做到這一點。到JDK1.5，java.util.concurrent.atomic包提供了int和long型別的原子包裝類，它們可以自動的保證對於他們的操作是原子的並且不需要使用同步。
java.util.concurrent這個包裡面提供了一組原子類。其基本的特性就是在多執行緒環境下，當有多個執行緒同時執行這些類的例項包含的方法時，具有排他性，即當某個執行緒進入方法，執行其中的指令時，不會被其他執行緒打斷，而別的執行緒就像自旋鎖一樣，一直等到該方法執行完成，才由JVM從等待佇列中選擇一個另一個執行緒進入，這只是一種邏輯上的理解。
原子類：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference
原子陣列：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray
原子屬性更新器：AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater
解決ABA問題的原子類：AtomicMarkableReference（通過引入一個boolean來反映中間有沒有變過），AtomicStampedReference（通過引入一個int來累加來反映中間有沒有變過）
11、Java Concurrency API中的Lock介面(Lock interface)是什麼？對比同步它有什麼優勢？
Lock介面比同步方法和同步塊提供了更具擴充套件性的鎖操作。
他們允許更靈活的結構，可以具有完全不同的性質，並且可以支援多個相關類的條件物件。
它的優勢有：
- 可以使鎖更公平
- 可以使執行緒在等待鎖的時候響應中斷
- 可以讓執行緒嘗試獲取鎖，並在無法獲取鎖的時候立即返回或者等待一段時間
- 可以在不同的範圍，以不同的順序獲取和釋放鎖
整體上來說Lock是synchronized的擴充套件版，Lock提供了無條件的、可輪詢的(tryLock方法)、定時的(tryLock帶參方法)、可中斷的(lockInterruptibly)、可多條件佇列的(newCondition方法)鎖操作。另外Lock的實現類基本都支援非公平鎖(預設)和公平鎖，synchronized只支援非公平鎖，當然，在大部分情況下，非公平鎖是高效的選擇。
12、什麼是Executors框架？
Executor框架是一個根據一組執行策略呼叫，排程，執行和控制的非同步任務的框架。
無限制的建立執行緒會引起應用程式記憶體溢位。所以建立一個執行緒池是個更好的的解決方案，因為可以限制執行緒的數量並且可以回收再利用這些執行緒。利用Executors框架可以非常方便的建立一個執行緒池。
13、什麼是阻塞佇列？阻塞佇列的實現原理是什麼？如何使用阻塞佇列來實現生產者-消費者模型？
阻塞佇列（BlockingQueue）是一個支援兩個附加操作的佇列。
這兩個附加的操作是：在佇列為空時，獲取元素的執行緒會等待佇列變為非空。當佇列滿時，儲存元素的執行緒會等待佇列可用。
阻塞佇列常用於生產者和消費者的場景，生產者是往佇列裡新增元素的執行緒，消費者是從佇列裡拿元素的執行緒。阻塞佇列就是生產者存放元素的容器，而消費者也只從容器裡拿元素。
JDK7提供了7個阻塞佇列。分別是：
ArrayBlockingQueue ：一個由陣列結構組成的有界阻塞佇列。
LinkedBlockingQueue ：一個由連結串列結構組成的有界阻塞佇列。
PriorityBlockingQueue ：一個支援優先順序排序的無界阻塞佇列。
DelayQueue：一個使用優先順序佇列實現的無界阻塞佇列。
SynchronousQueue：一個不儲存元素的阻塞佇列。
LinkedTransferQueue：一個由連結串列結構組成的無界阻塞佇列。
LinkedBlockingDeque：一個由連結串列結構組成的雙向阻塞佇列。
Java 5之前實現同步存取時，可以使用普通的一個集合，然後在使用執行緒的協作和執行緒同步可以實現生產者，消費者模式，主要的技術就是用好，wait ,notify,notifyAll,sychronized這些關鍵字。而在java 5之後，可以使用阻塞佇列來實現，此方式大大簡少了程式碼量，使得多執行緒程式設計更加容易，安全方面也有保障。
BlockingQueue介面是Queue的子介面，它的主要用途並不是作為容器，而是作為執行緒同步的的工具，因此他具有一個很明顯的特性，當生產者執行緒試圖向BlockingQueue放入元素時，如果佇列已滿，則執行緒被阻塞，當消費者執行緒試圖從中取出一個元素時，如果佇列為空，則該執行緒會被阻塞，正是因為它所具有這個特性，所以在程式中多個執行緒交替向BlockingQueue中放入元素，取出元素，它可以很好的控制執行緒之間的通訊。
阻塞佇列使用最經典的場景就是socket客戶端資料的讀取和解析，讀取資料的執行緒不斷將資料放入佇列，然後解析執行緒不斷從佇列取資料解析。
14、什麼是Callable和Future?
Callable介面類似於Runnable，從名字就可以看出來了，但是Runnable不會返回結果，並且無法丟擲返回結果的異常，而Callable功能更強大一些，被執行緒執行後，可以返回值，這個返回值可以被Future拿到，也就是說，Future可以拿到非同步執行任務的返回值。
可以認為是帶有回撥的Runnable。
Future介面表示非同步任務，是還沒有完成的任務給出的未來結果。所以說Callable用於產生結果，Future用於獲取結果。
15、什麼是FutureTask?使用ExecutorService啟動任務。
在Java併發程式中FutureTask表示一個可以取消的非同步運算。它有啟動和取消運算、查詢運算是否完成和取回運算結果等方法。只有當運算完成的時候結果才能取回，如果運算尚未完成get方法將會阻塞。一個FutureTask物件可以對呼叫了Callable和Runnable的物件進行包裝，由於FutureTask也是呼叫了Runnable介面所以它可以提交給Executor來執行。
16、什麼是併發容器的實現？
何為同步容器：可以簡單地理解為通過synchronized來實現同步的容器，如果有多個執行緒呼叫同步容器的方法，它們將會序列執行。比如Vector，Hashtable，以及Collections.synchronizedSet，synchronizedList等方法返回的容器。
可以通過檢視Vector，Hashtable等這些同步容器的實現程式碼，可以看到這些容器實現執行緒安全的方式就是將它們的狀態封裝起來，並在需要同步的方法上加上關鍵字synchronized。
併發容器使用了與同步容器完全不同的加鎖策略來提供更高的併發性和伸縮性，例如在ConcurrentHashMap中採用了一種粒度更細的加鎖機制，可以稱為分段鎖，在這種鎖機制下，允許任意數量的讀執行緒併發地訪問map，並且執行讀操作的執行緒和寫操作的執行緒也可以併發的訪問map，同時允許一定數量的寫操作執行緒併發地修改map，所以它可以在併發環境下實現更高的吞吐量。
17、多執行緒同步和互斥有幾種實現方法，都是什麼？
執行緒同步是指執行緒之間所具有的一種制約關係，一個執行緒的執行依賴另一個執行緒的訊息，當它沒有得到另一個執行緒的訊息時應等待，直到訊息到達時才被喚醒。
執行緒互斥是指對於共享的程序系統資源，在各單個執行緒訪問時的排它性。當有若干個執行緒都要使用某一共享資源時，任何時刻最多隻允許一個執行緒去使用，其它要使用該資源的執行緒必須等待，直到佔用資源者釋放該資源。執行緒互斥可以看成是一種特殊的執行緒同步。
執行緒間的同步方法大體可分為兩類：使用者模式和核心模式。顧名思義，核心模式就是指利用系統核心物件的單一性來進行同步，使用時需要切換核心態與使用者態，而使用者模式就是不需要切換到核心態，只在使用者態完成操作。
使用者模式下的方法有：原子操作（例如一個單一的全域性變數），臨界區。核心模式下的方法有：事件，訊號量，互斥量。
18、什麼是競爭條件？你怎樣發現和解決競爭？
當多個程序都企圖對共享資料進行某種處理，而最後的結果又取決於程序執行的順序時，則我們認為這發生了競爭條件（race condition）。
19、你將如何使用thread dump？你將如何分析Thread dump？
- 新建狀態（New）
用new語句建立的執行緒處於新建狀態，此時它和其他Java物件一樣，僅僅在堆區中被分配了記憶體。 - 就緒狀態（Runnable）
當一個執行緒物件建立後，其他執行緒呼叫它的start()方法，該執行緒就進入就緒狀態，Java虛擬機器會為它建立方法呼叫棧和程式計數器。處於這個狀態的執行緒位於可執行池中，等待獲得CPU的使用權。 - 執行狀態（Running）
處於這個狀態的執行緒佔用CPU，執行程式程式碼。只有處於就緒狀態的執行緒才有機會轉到執行狀態。 - 阻塞狀態（Blocked）
阻塞狀態是指執行緒因為某些原因放棄CPU，暫時停止執行。當執行緒處於阻塞狀態時，Java虛擬機器不會給執行緒分配CPU。直到執行緒重新進入就緒狀態，它才有機會轉到執行狀態。
阻塞狀態可分為以下3種：
- 位於物件等待池中的阻塞狀態（Blocked in object’s wait pool）：當執行緒處於執行狀態時，如果執行了某個物件的wait()方法，Java虛擬機器就會把執行緒放到這個物件的等待池中，這涉及到“執行緒通訊”的內容。
- 位於物件鎖池中的阻塞狀態（Blocked in object’s lock pool）：當執行緒處於執行狀態時，試圖獲得某個物件的同步鎖時，如果該物件的同步鎖已經被其他執行緒佔用，Java虛擬機器就會把這個執行緒放到這個物件的鎖池中，這涉及到“執行緒同步”的內容。
- 其他阻塞狀態（Otherwise Blocked）：當前執行緒執行了sleep()方法，或者呼叫了其他執行緒的join()方法，或者發出了I/O請求時，就會進入這個狀態。
- 死亡狀態（Dead）
當執行緒退出run()方法時，就進入死亡狀態，該執行緒結束生命週期。
我們執行之前的那個死鎖程式碼SimpleDeadLock.java，然後嘗試輸出資訊(/*這是註釋，作者自己加的*/)：
/* 時間，jvm資訊 */
2017-11-01 17:36:28
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.144-b01 mixed mode):
/* 執行緒名稱：DestroyJavaVM
編號：#13
優先順序：5
系統優先順序：0
jvm內部執行緒id：0x0000000001c88800
對應系統執行緒id（NativeThread ID）：0x1c18
執行緒狀態： waiting on condition [0x0000000000000000] （等待某個條件）
執行緒詳細狀態：java.lang.Thread.State: RUNNABLE 及之後所有*/
"DestroyJavaVM" #13 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000001c88800 nid=0x1c18 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Thread-1" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018d49000 nid=0x17b8 waiting for monitor entry [0x0000000019d7f000]
/* 執行緒狀態：阻塞（在物件同步上）
程式碼位置：at com.leo.interview.SimpleDeadLock$B.run(SimpleDeadLock.java:56)
等待鎖：0x00000000d629b4d8
已經獲得鎖：0x00000000d629b4e8*/
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at com.leo.interview.SimpleDeadLock$B.run(SimpleDeadLock.java:56)
- waiting to lock <0x00000000d629b4d8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000000d629b4e8> (a java.lang.Object)
"Thread-0" #11 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018d44000 nid=0x1ebc waiting for monitor entry [0x000000001907f000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at com.leo.interview.SimpleDeadLock$A.run(SimpleDeadLock.java:34)
- waiting to lock <0x00000000d629b4e8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000000d629b4d8> (a java.lang.Object)
"Service Thread" #10 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x0000000018ca5000 nid=0x1264 runnable [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"C1 CompilerThread2" #9 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018c46000 nid=0xb8c waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"C2 CompilerThread1" #8 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018be4800 nid=0x1db4 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"C2 CompilerThread0" #7 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018be3800 nid=0x810 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Monitor Ctrl-Break" #6 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018bcc800 nid=0x1c24 runnable [0x00000000193ce000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.readBytes(StreamDecoder.java:284)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.implRead(StreamDecoder.java:326)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.read(StreamDecoder.java:178)
- locked <0x00000000d632b928> (a java.io.InputStreamReader)
at java.io.InputStreamReader.read(InputStreamReader.java:184)
at java.io.BufferedReader.fill(BufferedReader.java:161)
at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:324)
- locked <0x00000000d632b928> (a java.io.InputStreamReader)
at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:389)
at com.intellij.rt.execution.application.AppMainV2$1.run(AppMainV2.java:64)
"Attach Listener" #5 daemon prio=5 os_prio=2 tid=0x0000000017781800 nid=0x524 runnable [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x000000001778f800 nid=0x1b08 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=1 tid=0x000000001776a800 nid=0xdac in Object.wait() [0x0000000018b6f000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000d6108ec8> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:143)
- locked <0x00000000d6108ec8> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:164)
at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)
"Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=2 tid=0x0000000017723800 nid=0x1670 in Object.wait() [0x00000000189ef000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000d6106b68> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)
- locked <0x00000000d6106b68> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)
"VM Thread" os_prio=2 tid=0x000000001771b800 nid=0x604 runnable
"GC task thread#0 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000001c9d800 nid=0x9f0 runnable
"GC task thread#1 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000001c9f000 nid=0x154c runnable
"GC task thread#2 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000001ca0800 nid=0xcd0 runnable
"GC task thread#3 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000001ca2000 nid=0x1e58 runnable
"VM Periodic Task Thread" os_prio=2 tid=0x0000000018c5a000 nid=0x1b58 waiting on condition
JNI global references: 33
/* 此處可以看待死鎖的相關資訊！ */
Found one Java-level deadlock:
=============================
"Thread-1":
waiting to lock monitor 0x0000000017729fc8 (object 0x00000000d629b4d8, a java.lang.Object),
which is held by "Thread-0"
"Thread-0":
waiting to lock monitor 0x0000000017727738 (object 0x00000000d629b4e8, a java.lang.Object),
which is held by "Thread-1"
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"Thread-1":
at com.leo.interview.SimpleDeadLock$B.run(SimpleDeadLock.java:56)
- waiting to lock <0x00000000d629b4d8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000000d629b4e8> (a java.lang.Object)
"Thread-0":
at com.leo.interview.SimpleDeadLock$A.run(SimpleDeadLock.java:34)
- waiting to lock <0x00000000d629b4e8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000000d629b4d8> (a java.lang.Object)
Found 1 deadlock.
/* 記憶體使用狀況，詳情得看JVM方面的書 */
Heap
PSYoungGen total 37888K, used 4590K [0x00000000d6100000, 0x00000000d8b00000, 0x0000000100000000)
eden space 32768K, 14% used [0x00000000d6100000,0x00000000d657b968,0x00000000d8100000)
from space 5120K, 0% used [0x00000000d8600000,0x00000000d8600000,0x00000000d8b00000)
to space 5120K, 0% used [0x00000000d8100000,0x00000000d8100000,0x00000000d8600000)
ParOldGen total 86016K, used 0K [0x0000000082200000, 0x0000000087600000, 0x00000000d6100000)
object space 86016K, 0% used [0x0000000082200000,0x0000000082200000,0x0000000087600000)
Metaspace used 3474K, capacity 4500K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 382K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K20、為什麼我們呼叫start()方法時會執行run()方法，為什麼我們不能直接呼叫run()方法？
當你呼叫start()方法時你將建立新的執行緒，並且執行在run()方法裡的程式碼。
但是如果你直接呼叫run()方法，它不會建立新的執行緒也不會執行呼叫執行緒的程式碼，只會把run方法當作普通方法去執行。
21、Java中你怎樣喚醒一個阻塞的執行緒？
在Java發展史上曾經使用suspend()、resume()方法對於執行緒進行阻塞喚醒，但隨之出現很多問題，比較典型的還是死鎖問題。
解決方案可以使用以物件為目標的阻塞，即利用Object類的wait()和notify()方法實現執行緒阻塞。
首先，wait、notify方法是針對物件的，呼叫任意物件的wait()方法都將導致執行緒阻塞，阻塞的同時也將釋放該物件的鎖，相應地，呼叫任意物件的notify()方法則將隨機解除該物件阻塞的執行緒，但它需要重新獲取改物件的鎖，直到獲取成功才能往下執行；其次，wait、notify方法必須在synchronized塊或方法中被呼叫，並且要保證同步塊或方法的鎖物件與呼叫wait、notify方法的物件是同一個，如此一來在呼叫wait之前當前執行緒就已經成功獲取某物件的鎖，執行wait阻塞後當前執行緒就將之前獲取的物件鎖釋放。
22、在Java中CycliBarriar和CountdownLatch有什麼區別？
CyclicBarrier可以重複使用，而CountdownLatch不能重複使用。
Java的concurrent包裡面的CountDownLatch其實可以把它看作一個計數器，只不過這個計數器的操作是原子操作，同時只能有一個執行緒去操作這個計數器，也就是同時只能有一個執行緒去減這個計數器裡面的值。
你可以向CountDownLatch物件設定一個初始的數字作為計數值，任何呼叫這個物件上的await()方法都會阻塞，直到這個計數器的計數值被其他的執行緒減為0為止。
所以在當前計數到達零之前，await 方法會一直受阻塞。之後，會釋放所有等待的執行緒，await的所有後續呼叫都將立即返回。這種現象只出現一次——計數無法被重置。如果需要重置計數，請考慮使用 CyclicBarrier。
CountDownLatch的一個非常典型的應用場景是：有一個任務想要往下執行，但必須要等到其他的任務執行完畢後才可以繼續往下執行。假如我們這個想要繼續往下執行的任務呼叫一個CountDownLatch物件的await()方法，其他的任務執行完自己的任務後呼叫同一個CountDownLatch物件上的countDown()方法，這個呼叫await()方法的任務將一直阻塞等待，直到這個CountDownLatch物件的計數值減到0為止。
CyclicBarrier一個同步輔助類，它允許一組執行緒互相等待，直到到達某個公共屏障點 (common barrier point)。在涉及一組固定大小的執行緒的程式中，這些執行緒必須不時地互相等待，此時 CyclicBarrier 很有用。因為該 barrier 在釋放等待執行緒後可以重用，所以稱它為迴圈 的 barrier。
23、什麼是不可變物件，它對寫併發應用有什麼幫助？
不可變物件(Immutable Objects)即物件一旦被建立它的狀態（物件的資料，也即物件屬性值）就不能改變，反之即為可變物件(Mutable Objects)。
不可變物件的類即為不可變類(Immutable Class)。Java平臺類庫中包含許多不可變類，如String、基本型別的包裝類、BigInteger和BigDecimal等。
不可變物件天生是執行緒安全的。它們的常量（域）是在建構函式中建立的。既然它們的狀態無法修改，這些常量永遠不會變。
不可變物件永遠是執行緒安全的。
只有滿足如下狀態，一個物件才是不可變的；
它的狀態不能在建立後再被修改；
所有域都是final型別；並且，
它被正確建立（建立期間沒有發生this引用的逸出）。
24、什麼是多執行緒中的上下文切換？
在上下文切換過程中，CPU會停止處理當前執行的程式，並儲存當前程式執行的具體位置以便之後繼續執行。從這個角度來看，上下文切換有點像我們同時閱讀幾本書，在來回切換書本的同時我們需要記住每本書當前讀到的頁碼。在程式中，上下文切換過程中的“頁碼”資訊是儲存在程序控制塊（PCB）中的。PCB還經常被稱作“切換楨”（switchframe）。“頁碼”資訊會一直儲存到CPU的記憶體中，直到他們被再次使用。
上下文切換是儲存和恢復CPU狀態的過程，它使得執行緒執行能夠從中斷點恢復執行。上下文切換是多工作業系統和多執行緒環境的基本特徵。
25、Java中用到的執行緒排程演算法是什麼？
計算機通常只有一個CPU,在任意時刻只能執行一條機器指令,每個執行緒只有獲得CPU的使用權才能執行指令.所謂多執行緒的併發執行,其實是指從巨集觀上看,各個執行緒輪流獲得CPU的使用權,分別執行各自的任務.在執行池中,會有多個處於就緒狀態的執行緒在等待CPU,JAVA虛擬機器的一項任務就是負責執行緒的排程,執行緒排程是指按照特定機制為多個執行緒分配CPU的使用權.
有兩種排程模型：分時排程模型和搶佔式排程模型。
分時排程模型是指讓所有的執行緒輪流獲得cpu的使用權,並且平均分配每個執行緒佔用的CPU的時間片這個也比較好理解。
java虛擬機器採用搶佔式排程模型，是指優先讓可執行池中優先順序高的執行緒佔用CPU，如果可執行池中的執行緒優先順序相同，那麼就隨機選擇一個執行緒，使其佔用CPU。處於執行狀態的執行緒會一直執行，直至它不得不放棄CPU。
26、什麼是執行緒組，為什麼在Java中不推薦使用？
執行緒組和執行緒池是兩個不同的概念，他們的作用完全不同，前者是為了方便執行緒的管理，後者是為了管理執行緒的生命週期，複用執行緒，減少建立銷燬執行緒的開銷。
27、為什麼使用Executor框架比使用應用建立和管理執行緒好？
為什麼要使用Executor執行緒池框架
1、每次執行任務建立執行緒 new Thread()比較消耗效能，建立一個執行緒是比較耗時、耗資源的。
2、呼叫 new Thread()建立的執行緒缺乏管理，被稱為野執行緒，而且可以無限制的建立，執行緒之間的相互競爭會導致過多佔用系統資源而導致系統癱瘓，還有執行緒之間的頻繁交替也會消耗很多系統資源。
3、直接使用new Thread() 啟動的執行緒不利於擴充套件，比如定時執行、定期執行、定時定期執行、執行緒中斷等都不便實現。
使用Executor執行緒池框架的優點
1、能複用已存在並空閒的執行緒從而減少執行緒物件的建立從而減少了消亡執行緒的開銷。
2、可有效控制最大併發執行緒數，提高系統資源使用率，同時避免過多資源競爭。
3、框架中已經有定時、定期、單執行緒、併發數控制等功能。
綜上所述使用執行緒池框架Executor能更好的管理執行緒、提供系統資源使用率。
28、java中有幾種方法可以實現一個執行緒？
- 繼承 Thread 類
- 實現 Runnable 介面
- 實現 Callable 介面，需要實現的是 call() 方法
29、如何停止一個正在執行的執行緒？
使用共享變數的方式
在這種方式中，之所以引入共享變數，是因為該變數可以被多個執行相同任務的執行緒用來作為是否中斷的訊號，通知中斷執行緒的執行。使用interrupt方法終止執行緒
如果一個執行緒由於等待某些事件的發生而被阻塞，又該怎樣停止該執行緒呢？這種情況經常會發生，比如當一個執行緒由於需要等候鍵盤輸入而被阻塞，或者呼叫Thread.join()方法，或者Thread.sleep()方法，在網路中呼叫ServerSocket.accept()方法，或者呼叫了DatagramSocket.receive()方法時，都有可能導致執行緒阻塞，使執行緒處於處於不可執行狀態時，即使主程式中將該執行緒的共享變數設定為true，但該執行緒此時根本無法檢查迴圈標誌，當然也就無法立即中斷。這裡我們給出的建議是，不要使用stop()方法，而是使用Thread提供的interrupt()方法，因為該方法雖然不會中斷一個正在執行的執行緒，但是它可以使一個被阻塞的執行緒丟擲一箇中斷異常，從而使執行緒提前結束阻塞狀態，退出堵塞程式碼。
30、notify()和notifyAll()有什麼區別？
當一個執行緒進入wait之後，就必須等其他執行緒notify/notifyall,使用notifyall,可以喚醒所有處於wait狀態的執行緒，使其重新進入鎖的爭奪佇列中，而notify只能喚醒一個。
如果沒把握，建議notifyAll，防止notigy因為訊號丟失而造成程式異常。
31、什麼是Daemon執行緒？它有什麼意義？
所謂後臺(daemon)執行緒，是指在程式執行的時候在後臺提供一種通用服務的執行緒，並且這個執行緒並不屬於程式中不可或缺的部分。因此，當所有的非後臺執行緒結束時，程式也就終止了，同時會殺死程序中的所有後臺執行緒。反過來說，
只要有任何非後臺執行緒還在執行，程式就不會終止。必須線上程啟動之前呼叫setDaemon()方法，才能把它設定為後臺執行緒。注意：後臺程序在不執行finally子句的情況下就會終止其run()方法。
比如：JVM的垃圾回收執行緒就是Daemon執行緒，Finalizer也是守護執行緒。
32、java如何實現多執行緒之間的通訊和協作？
中斷 和 共享變數
33、什麼是可重入鎖（ReentrantLock）？
舉例來說明鎖的可重入性
public class UnReentrant{
Lock lock = new Lock();
public void outer(){
lock.lock();
inner();
lock.unlock();
}
public void inner(){
lock.lock();
//do something
lock.unlock();
}
}outer中呼叫了inner，outer先鎖住了lock，這樣inner就不能再獲取lock。其實呼叫outer的執行緒已經獲取了lock鎖，但是不能在inner中重複利用已經獲取的鎖資源，這種鎖即稱之為 不可重入可重入就意味著：執行緒可以進入任何一個它已經擁有的鎖所同步著的程式碼塊。
synchronized、ReentrantLock都是可重入的鎖，可重入鎖相對來說簡化了併發程式設計的開發。
34、當一個執行緒進入某個物件的一個synchronized的例項方法後，其它執行緒是否可進入此物件的其它方法？
如果其他方法沒有synchronized的話，其他執行緒是可以進入的。
所以要開放一個執行緒安全的物件時，得保證每個方法都是執行緒安全的。
35、樂觀鎖和悲觀鎖的理解及如何實現，有哪些實現方式？
悲觀鎖：總是假設最壞的情況，每次去拿資料的時候都認為別人會修改，所以每次在拿資料的時候都會上鎖，這樣別人想拿這個資料就會阻塞直到它拿到鎖。傳統的關係型資料庫裡邊就用到了很多這種鎖機制，比如行鎖，表鎖等，讀鎖，寫鎖等，都是在做操作之前先上鎖。再比如Java裡面的同步原語synchronized關鍵字的實現也是悲觀鎖。
樂觀鎖：顧名思義，就是很樂觀，每次去拿資料的時候都認為別人不會修改，所以不會上鎖，但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個資料，可以使用版本號等機制。樂觀鎖適用於多讀的應用型別，這樣可以提高吞吐量，像資料庫提供的類似於write_condition機制，其實都是提供的樂觀鎖。在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子變數類就是使用了樂觀鎖的一種實現方式CAS實現的。
樂觀鎖的實現方式：
1、使用版本標識來確定讀到的資料與提交時的資料是否一致。提交後修改版本標識，不一致時可以採取丟棄和再次嘗試的策略。
2、java中的Compare and Swap即CAS ，當多個執行緒嘗試使用CAS同時更新同一個變數時，只有其中一個執行緒能更新變數的值，而其它執行緒都失敗，失敗的執行緒並不會被掛起，而是被告知這次競爭中失敗，並可以再次嘗試。 CAS 操作中包含三個運算元 —— 需要讀寫的記憶體位置（V）、進行比較的預期原值（A）和擬寫入的新值(B)。如果記憶體位置V的值與預期原值A相匹配，那麼處理器會自動將該位置值更新為新值B。否則處理器不做任何操作。
CAS缺點：
1. ABA問題：
比如說一個執行緒one從記憶體位置V中取出A，這時候另一個執行緒two也從記憶體中取出A，並且two進行了一些操作變成了B，然後two又將V位置的資料變成A，這時候執行緒one進行CAS操作發現記憶體中仍然是A，然後one操作成功。儘管執行緒one的CAS操作成功，但可能存在潛藏的問題。從Java1.5開始JDK的atomic包裡提供了一個類AtomicStampedReference來解決ABA問題。
2、迴圈時間長開銷大：
對於資源競爭嚴重（執行緒衝突嚴重）的情況，CAS自旋的概率會比較大，從而浪費更多的CPU資源，效率低於synchronized。
3、只能保證一個共享變數的原子操作：
當對一個共享變數執行操作時，我們可以使用迴圈CAS的方式來保證原子操作，但是對多個共享變數操作時，迴圈CAS就無法保證操作的原子性，這個時候就可以用鎖。
36、SynchronizedMap和ConcurrentHashMap有什麼區別？
SynchronizedMap一次鎖住整張表來保證執行緒安全，所以每次只能有一個執行緒來訪為map。
ConcurrentHashMap使用分段鎖來保證在多執行緒下的效能。ConcurrentHashMap中則是一次鎖住一個桶。ConcurrentHashMap預設將hash表分為16個桶，諸如get,put,remove等常用操作只鎖當前需要用到的桶。這樣，原來只能一個執行緒進入，現在卻能同時有16個寫執行緒執行，併發效能的提升是顯而易見的。
另外ConcurrentHashMap使用了一種不同的迭代方式。在這種迭代方式中，當iterator被建立後集合再發生改變就不再是丟擲ConcurrentModificationException，取而代之的是在改變時new新的資料從而不影響原有的資料 ，iterator完成後再將頭指標替換為新的資料 ，這樣iterator執行緒可以使用原來老的資料，而寫執行緒也可以併發的完成改變。
37、CopyOnWriteArrayList可以用於什麼應用場景？
CopyOnWriteArrayList(免鎖容器)的好處之一是當多個迭代器同時遍歷和修改這個列表時，不會丟擲ConcurrentModificationException。在CopyOnWriteArrayList中，寫入將導致建立整個底層陣列的副本，而源陣列將保留在原地，使得複製的陣列在被修改時，讀取操作可以安全地執行。
1、由於寫操作的時候，需要拷貝陣列，會消耗記憶體，如果原陣列的內容比較多的情況下，可能導致young gc或者full gc；
2、不能用於實時讀的場景，像拷貝陣列、新增元素都需要時間，所以呼叫一個set操作後，讀取到資料可能還是舊的,雖然CopyOnWriteArrayList 能做到最終一致性,但是還是沒法滿足實時性要求；
CopyOnWriteArrayList透露的思想
1、讀寫分離，讀和寫分開
2、最終一致性
3、使用另外開闢空間的思路，來解決併發衝突
38、什麼叫執行緒安全？servlet是執行緒安全嗎?
執行緒安全是程式設計中的術語，指某個函式、函式庫在多執行緒環境中被呼叫時，能夠正確地處理多個執行緒之間的共享變數，使程式功能正確完成。
Servlet不是執行緒安全的，servlet是單例項多執行緒的，當多個執行緒同時訪問同一個方法，是不能保證共享變數的執行緒安全性的。
Struts2的action是多例項多執行緒的，是執行緒安全的，每個請求過來都會new一個新的action分配給這個請求，請求完成後銷燬。
SpringMVC的Controller是執行緒安全的嗎？不是的，和Servlet類似的處理流程。
Struts2好處是不用考慮執行緒安全問題；Servlet和SpringMVC需要考慮執行緒安全問題，但是效能可以提升不用處理太多的gc，可以使用ThreadLocal來處理多執行緒的問題。
39、volatile有什麼用？能否用一句話說明下volatile的應用場景？
volatile保證記憶體可見性和禁止指令重排。
volatile用於多執行緒環境下的單次操作(單次讀或者單次寫)。
40、為什麼程式碼會重排序？
在執行程式時，為了提供效能，處理器和編譯器常常會對指令進行重排序，但是不能隨意重排序，不是你想怎麼排序就怎麼排序，它需要滿足以下兩個條件：
- 在單執行緒環境下不能改變程式執行的結果；
- 存在資料依賴關係的不允許重排序
需要注意的是：重排序不會影響單執行緒環境的執行結果，但是會破壞多執行緒的執行語義。
41、在java中wait和sleep方法的不同？
最大的不同是在等待時wait會釋放鎖，而sleep一直持有鎖。Wait通常被用於執行緒間互動，sleep通常被用於暫停執行。
直接瞭解的深入一點吧：
在Java中執行緒的狀態一共被分成6種：
初始態：NEW
建立一個Thread物件，但還未呼叫start()啟動執行緒時，執行緒處於初始態。
執行態：RUNNABLE
在Java中，執行態包括就緒態 和 執行態。
就緒態 該狀態下的執行緒已經獲得執行所需的所有資源，只要CPU分配執行權就能執行。所有就緒態的執行緒存放在就緒佇列中。
執行態 獲得CPU執行權，正在執行的執行緒。由於一個CPU同一時刻只能執行一條執行緒，因此每個CPU每個時刻只有一條執行態的執行緒。
阻塞態
當一條正在執行的執行緒請求某一資源失敗時，就會進入阻塞態。而在Java中，阻塞態專指請求鎖失敗時進入的狀態。由一個阻塞佇列存放所有阻塞態的執行緒。處於阻塞態的執行緒會不斷請求資源，一旦請求成功，就會進入就緒佇列，等待執行。PS：鎖、IO、Socket等都資源。
等待態
當前執行緒中呼叫wait、join、park函式時，當前執行緒就會進入等待態。也有一個等待佇列存放所有等待態的執行緒。執行緒處於等待態表示它需要等待其他執行緒的指示才能繼續執行。進入等待態的執行緒會釋放CPU執行權，並釋放資源（如：鎖）
超時等待態
當執行中的執行緒呼叫sleep(time)、wait、join、parkNanos、parkUntil時，就會進入該狀態；它和等待態一樣，並不是因為請求不到資源，而是主動進入，並且進入後需要其他執行緒喚醒；進入該狀態後釋放CPU執行權 和 佔有的資源。與等待態的區別：到了超時時間後自動進入阻塞佇列，開始競爭鎖。
終止態
執行緒執行結束後的狀態。
注意：
- wait()方法會釋放CPU執行權 和 佔有的鎖。
- sleep(long)方法僅釋放CPU使用權，鎖仍然佔用；執行緒被放入超時等待佇列，與yield相比，它會使執行緒較長時間得不到執行。
- yield()方法僅釋放CPU執行權，鎖仍然佔用，執行緒會被放入就緒佇列，會在短時間內再次執行。
- wait和notify必須配套使用，即必須使用同一把鎖呼叫；
- wait和notify必須放在一個同步塊中呼叫wait和notify的物件必須是他們所處同步塊的鎖物件。
42、用Java實現阻塞佇列
43、一個執行緒執行時發生異常會怎樣？
如果異常沒有被捕獲該執行緒將會停止執行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用於處理未捕獲異常造成執行緒突然中斷情況的一個內嵌介面。當一個未捕獲異常將造成執行緒中斷的時候JVM會使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()來查詢執行緒的UncaughtExceptionHandler並將執行緒和異常作為引數傳遞給handler的uncaughtException()方法進行處理。
44、如何在兩個執行緒間共享資料？
在兩個執行緒間共享變數即可實現共享。
一般來說，共享變數要求變數本身是執行緒安全的，然後線上程內使用的時候，如果有對共享變數的複合操作，那麼也得保證複合操作的執行緒安全性。
45、Java中notify 和 notifyAll有什麼區別？
notify() 方法不能喚醒某個具體的執行緒，所以只有一個執行緒在等待的時候它才有用武之地。而notifyAll()喚醒所有執行緒並允許他們爭奪鎖確保了至少有一個執行緒能繼續執行。
46、為什麼wait, notify 和 notifyAll這些方法不在thread類裡面？
一個很明顯的原因是JAVA提供的鎖是物件級的而不是執行緒級的，每個物件都有鎖，通過執行緒獲得。由於wait，notify和notifyAll都是鎖級別的操作，所以把他們定義在Object類中因為鎖屬於物件。
47、什麼是ThreadLocal變數？
ThreadLocal是Java裡一種特殊的變數。每個執行緒都有一個ThreadLocal就是每個執行緒都擁有了自己獨立的一個變數，競爭條件被徹底消除了。它是為建立代價高昂的物件獲取執行緒安全的好方法，比如你可以用ThreadLocal讓SimpleDateFormat變成執行緒安全的，因為那個類建立代價高昂且每次呼叫都需要建立不同的例項所以不值得在區域性範圍使用它，如果為每個執行緒提供一個自己獨有的變數拷貝，將大大提高效率。首先，通過複用減少了代價高昂的物件的建立個數。其次，你在沒有使用高代價的同步或者不變性的情況下獲得了執行緒安全。
48、Java中interrupted 和 isInterrupted方法的區別？
interrupt
interrupt方法用於中斷執行緒。呼叫該方法的執行緒的狀態為將被置為”中斷”狀態。
注意：執行緒中斷僅僅是置執行緒的中斷狀態位，不會停止執行緒。需要使用者自己去監視執行緒的狀態為並做處理。支援執行緒中斷的方法（也就是執行緒中斷後會丟擲interruptedException的方法）就是在監視執行緒的中斷狀態，一旦執行緒的中斷狀態被置為“中斷狀態”，就會丟擲中斷異常。
interrupted
查詢當前執行緒的中斷狀態，並且清除原狀態。如果一個執行緒被中斷了，第一次呼叫interrupted則返回true，第二次和後面的就返回false了。
isInterrupted
僅僅是查詢當前執行緒的中斷狀態
49、為什麼wait和notify方法要在同步塊中呼叫？
Java API強制要求這樣做，如果你不這麼做，你的程式碼會丟擲IllegalMonitorStateException異常。還有一個原因是為了避免wait和notify之間產生競態條件。