多線程技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面使用如此廣泛，幾乎所有的后端技術(shù)面試官都要在并發(fā)編程的使用和原理方面對(duì)小伙伴們進(jìn)行各種刁難。作為一名在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)行業(yè)打擊過成百上千名【請(qǐng)?jiān)试S我夸張一下】的資深技術(shù)面試官，看過了無數(shù)落寞的身影失望的離開，略感愧疚，故獻(xiàn)上此文，希望各位讀者以后面試勢(shì)如破竹，永無失敗!

覺得文章對(duì)你有幫助的話，可以點(diǎn)贊關(guān)注一下，給作者一點(diǎn)小鼓勵(lì)。

什么是線程?

線程是操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位，它被包含在進(jìn)程之中，是進(jìn)程中的實(shí)際運(yùn)作單位，可以使用多線程對(duì)進(jìn)行運(yùn)算提速。

比如，如果一個(gè)線程完成一個(gè)任務(wù)要100毫秒，那么用十個(gè)線程完成改任務(wù)只需10毫秒

什么是多線程?優(yōu)缺點(diǎn)?

什么是多線程?

多線程：是指從軟件或者硬件上實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程的并發(fā)技術(shù)。

多線程的好處：

1. 使用多線程可以把程序中占據(jù)時(shí)間長(zhǎng)的任務(wù)放到后臺(tái)去處理，如圖片、視屏的下載
2. 發(fā)揮多核處理器的優(yōu)勢(shì)，并發(fā)執(zhí)行讓系統(tǒng)運(yùn)行的更快、更流暢，用戶體驗(yàn)更好

多線程的缺點(diǎn)：

1. 大量的線程降低代碼的可讀性;
2. 更多的線程需要更多的內(nèi)存空間
3. 當(dāng)多個(gè)線程對(duì)同一個(gè)資源出現(xiàn)爭(zhēng)奪時(shí)候要注意線程安全的問題。

線程的五個(gè)狀態(tài)(五種狀態(tài)，創(chuàng)建、就緒、運(yùn)行、阻塞和死亡)?

線程通常都有五種狀態(tài)，創(chuàng)建、就緒、運(yùn)行、阻塞和死亡。

• ***是創(chuàng)建狀態(tài)。在生成線程對(duì)象，并沒有調(diào)用該對(duì)象的start方法，這是線程處于創(chuàng)建狀態(tài)。
• 第二是就緒狀態(tài)。當(dāng)調(diào)用了線程對(duì)象的start方法之后，該線程就進(jìn)入了就緒狀態(tài)，但是此時(shí)線程調(diào)度程序還沒有把該線程設(shè)置為當(dāng)前線程，此時(shí)處于就緒狀態(tài)。在線程運(yùn)行之后，從等待或者睡眠中回來之后，也會(huì)處于就緒狀態(tài)。
• 第三是運(yùn)行狀態(tài)。線程調(diào)度程序?qū)⑻幱诰途w狀態(tài)的線程設(shè)置為當(dāng)前線程，此時(shí)線程就進(jìn)入了運(yùn)行狀態(tài)，開始運(yùn)行run函數(shù)當(dāng)中的代碼。
• 第四是阻塞狀態(tài)。線程正在運(yùn)行的時(shí)候，被暫停，通常是為了等待某個(gè)時(shí)間的發(fā)生(比如說某項(xiàng)資源就緒)之后再繼續(xù)運(yùn)行。sleep,suspend，wait等方法都可以導(dǎo)致線程阻塞。
• 第五是死亡狀態(tài)。如果一個(gè)線程的run方法執(zhí)行結(jié)束或者調(diào)用stop方法后，該線程就會(huì)死亡。對(duì)于已經(jīng)死亡的線程，無法再使用start方法令其進(jìn)入就緒

什么是CAS?

CAS(compare and swap)的縮寫，中文翻譯成比較并交換。

CAS 不通過JVM,直接利用java本地方 JNI(Java Native Interface為JAVA本地調(diào)用),直接調(diào)用CPU 的cmpxchg(是匯編指令)指令。

利用CPU的CAS指令，同時(shí)借助JNI來完成Java的非阻塞算法,實(shí)現(xiàn)原子操作。其它原子操作都是利用類似的特性完成的。

整個(gè)java.util.concurrent都是建立在CAS之上的，因此對(duì)于synchronized阻塞算法，J.U.C在性能上有了很大的提升。

CAS是項(xiàng)樂觀鎖技術(shù)，當(dāng)多個(gè)線程嘗試使用CAS同時(shí)更新同一個(gè)變量時(shí)，只有其中一個(gè)線程能更新變量的值，而其它線程都失敗，失敗的線程并不會(huì)被掛起，而是被告知這次競(jìng)爭(zhēng)中失敗，并可以再次嘗試。

CAS應(yīng)用

CAS有3個(gè)操作數(shù)，內(nèi)存值V，舊的預(yù)期值A(chǔ)，要修改的新值B。當(dāng)且僅當(dāng)預(yù)期值A(chǔ)和內(nèi)存值V相同時(shí)，將內(nèi)存值V修改為B，否則什么都不做。

CAS優(yōu)點(diǎn)

確保對(duì)內(nèi)存的讀-改-寫操作都是原子操作執(zhí)行

CAS缺點(diǎn)

CAS雖然很高效的解決原子操作，但是CAS仍然存在三大問題。ABA問題，循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)開銷大和只能保證一個(gè)共享變量的原子操作

什么是AQS?

AbstractQueuedSynchronizer簡(jiǎn)稱AQS，是一個(gè)用于構(gòu)建鎖和同步容器的框架。事實(shí)上concurrent包內(nèi)許多類都是基于AQS構(gòu)建，例如ReentrantLock，Semaphore，CountDownLatch，ReentrantReadWriteLock，F(xiàn)utureTask等。AQS解決了在實(shí)現(xiàn)同步容器時(shí)設(shè)計(jì)的大量細(xì)節(jié)問題。

AQS使用一個(gè)FIFO的隊(duì)列表示排隊(duì)等待鎖的線程，隊(duì)列頭節(jié)點(diǎn)稱作“哨兵節(jié)點(diǎn)”或者“啞節(jié)點(diǎn)”，它不與任何線程關(guān)聯(lián)。其他的節(jié)點(diǎn)與等待線程關(guān)聯(lián)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)等待狀態(tài)waitStatus。

什么是樂觀鎖和悲觀鎖?

悲觀鎖

Java在JDK1.5之前都是靠synchronized關(guān)鍵字保證同步的，這種通過使用一致的鎖定協(xié)議來協(xié)調(diào)對(duì)共享狀態(tài)的訪問，可以確保無論哪個(gè)線程持有共享變量的鎖，都采用獨(dú)占的方式來訪問這些變量。獨(dú)占鎖其實(shí)就是一種悲觀鎖，所以可以說synchronized是悲觀鎖。

樂觀鎖

樂觀鎖( Optimistic Locking)其實(shí)是一種思想。相對(duì)悲觀鎖而言，樂觀鎖假設(shè)認(rèn)為數(shù)據(jù)一般情況下不會(huì)造成沖突，所以在數(shù)據(jù)進(jìn)行提交更新的時(shí)候，才會(huì)正式對(duì)數(shù)據(jù)的沖突與否進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)沖突了，則讓返回用戶錯(cuò)誤的信息，讓用戶決定如何去做。

并發(fā)編程(concurrency)并行編程(parallellism)有什么區(qū)別?

并發(fā)(concurrency)和并行(parallellism)是：

• 解釋一：并行是指兩個(gè)或者多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生;而并發(fā)是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔發(fā)生。
• 解釋二：并行是在不同實(shí)體上的多個(gè)事件，并發(fā)是在同一實(shí)體上的多個(gè)事件。
• 解釋三：在一臺(tái)處理器上“同時(shí)”處理多個(gè)任務(wù)，在多臺(tái)處理器上同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)。如hadoop分布式集群

所以并發(fā)編程的目標(biāo)是充分的利用處理器的每一個(gè)核，以達(dá)到***的處理性能。

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怎么喚醒一個(gè)阻塞的線程?

如果線程是因?yàn)檎{(diào)用了wait()、sleep()或者join()方法而導(dǎo)致的阻塞，可以中斷線程，并且通過拋出InterruptedException來喚醒它;如果線程遇到了IO阻塞，無能為力，因?yàn)镮O是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，Java代碼并沒有辦法直接接觸到操作系統(tǒng)。

如何檢測(cè)死鎖?怎么預(yù)防死鎖?

所謂死鎖：是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行過程中，因爭(zhēng)奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法推進(jìn)下去。此時(shí)稱系統(tǒng)處于死鎖

通俗地講就是兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程被***期地阻塞、相互等待的一種狀態(tài)

死鎖產(chǎn)生的原因?

1.因競(jìng)爭(zhēng)資源發(fā)生死鎖 現(xiàn)象：系統(tǒng)中供多個(gè)進(jìn)程共享的資源的數(shù)目不足以滿足全部進(jìn)程的需要時(shí)，就會(huì)引起對(duì)諸資源的競(jìng)爭(zhēng)而發(fā)生死鎖現(xiàn)象

2.進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)發(fā)生死鎖

死鎖的四個(gè)必要條件：

• 互斥條件：進(jìn)程對(duì)所分配到的資源不允許其他進(jìn)程進(jìn)行訪問，若其他進(jìn)程訪問該資源，只能等待，直至占有該資源的進(jìn)程使用完成后釋放該資源
• 請(qǐng)求和保持條件：進(jìn)程獲得一定的資源之后，又對(duì)其他資源發(fā)出請(qǐng)求，但是該資源可能被其他進(jìn)程占有，此事請(qǐng)求阻塞，但又對(duì)自己獲得的資源保持不放
• 不可剝奪條件：是指進(jìn)程已獲得的資源，在未完成使用之前，不可被剝奪，只能在使用完后自己釋放
• 環(huán)路等待條件：是指進(jìn)程發(fā)生死鎖后，若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系

這四個(gè)條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之

一不滿足，就不會(huì)發(fā)生死鎖。

檢測(cè)死鎖

有兩個(gè)容器，一個(gè)用于保存線程正在請(qǐng)求的鎖，一個(gè)用于保存線程已經(jīng)持有的鎖。每次加鎖之前都會(huì)做如下檢測(cè):

• 檢測(cè)當(dāng)前正在請(qǐng)求的鎖是否已經(jīng)被其它線程持有,如果有，則把那些線程找出來
• 遍歷***步中返回的線程，檢查自己持有的鎖是否正被其中任何一個(gè)線程請(qǐng)求，如果第二步返回真,表示出現(xiàn)了死鎖

死鎖的解除與預(yù)防：

理解了死鎖的原因，尤其是產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件，就可以***可能地避免、預(yù)防和解除死鎖。

所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、進(jìn)程調(diào)度等方面注意如何不讓這四個(gè)必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免進(jìn)程***占據(jù)系統(tǒng)資源。

此外，也要防止進(jìn)程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源。因此，對(duì)資源的分配要給予合理的規(guī)劃。

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更多多線程面試題

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10. 加群：650385180獲取更多多線程知識(shí)點(diǎn)及面試題
11.  Concurrent包里的其他東西：ArrayBlockingQueue、CountDownLatch等等。
12. synchronized和ReentrantLock的區(qū)別?
13. Semaphore有什么作用?
14. Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么?對(duì)比同步它有什么優(yōu)勢(shì)?

總結(jié)

關(guān)于Java多線程面試技術(shù)點(diǎn)的一些總結(jié)已經(jīng)寫完了，受限于我的視野，所以可能寫的不是很全面，大家要是有不同意見的，可以分享出來，一起交流，要是想深入了解多線程技術(shù)知識(shí)點(diǎn)的，可以加上面的群，希望可以幫助在這個(gè)行業(yè)發(fā)展的朋友和童鞋們，在論壇博客等地方少花些時(shí)間找資料，把有限的時(shí)間，真正花在學(xué)習(xí)上。