java 多线程面试

1并行和并发有什么区别？
?并行是指多个任务同时执行，需要多核处理器支持，可以显著提高程序的运行速度；
并发是指多个任务交替执行，通过时间片轮转实现，即使在单核处理器上也能实现多任务同时执行的效果。

2线程和进程的区别？
进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，拥有独立的内存空间和系统资源；
线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，共享所属进程的资源。

3守护线程是什么？
指在后台提供服务的线程，当所有的非守护线程结束时，守护线程会自动销毁。
它主要用于在程序运行过程中提供一些辅助性工作，如垃圾回收线程

4创建线程有哪几种方式？
继承Thread类并重写run()方法；
实现Runnable接口并实现run()方法；
实现Callable接口并使用Executor框架来启动线程；
使用匿名内部类创建线程；
使用线程池来管理线程的生命周期。

5说一下 runnable 和 callable 有什么区别？
?Runnable是Java中定义线程任务的接口，只能用于表示一个无返回值的任务；
Callable是Java 5中引入的接口，与Runnable类似，但可以返回执行结果，并且可以抛出异常。

6线程有哪些状态？
新建（New）：线程对象被创建但还未启动。
运行（Runnable）：线程正在Java虚拟机中运行。
阻塞（Blocked）：线程因为等待某个条件的满足而暂停执行。
等待（Waiting）：线程因为等待其他线程的通知而暂停执行。
计时等待（Timed Waiting）：线程因为等待一个具体的时间而暂停执行。
终止（Terminated）：线程执行完毕或者因异常退出。

7sleep() 和 wait() 有什么区别？
sleep()是Thread类的静态方法，让当前线程休眠一段时间，不释放锁；wait()是Object类的方法，让线程等待并释放锁。
sleep()在任何地方都可以使用，而wait()必须在同步块或同步方法中使用。

8notify()和 notifyAll()有什么区别？
notify()用于唤醒在此对象监视器上等待的单个线程，如果有多个线程在等待，则只会唤醒其中一个线程；
notifyAll()用于唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

9线程的 run()和 start()有什么区别？

run()方法是Thread类的普通方法，用于定义线程要执行的任务，直接调用时相当于普通方法的调用；
start()方法用于启动线程，使线程进入就绪状态，当获得CPU时间片时会调用run()方法执行任务。

10创建线程池有哪几种方式？
使用Executors工厂类中的newFixedThreadPool()、newCachedThreadPool()、newSingleThreadExecutor()等方法创建线程池；
使用ThreadPoolExecutor构造函数自定义线程池参数。

11线程池都有哪些状态？
RUNNING：线程池处于正常运行状态；
SHUTDOWN：线程池已关闭，不再接受新任务，但会执行已添加的任务；
STOP：线程池已关闭，并且不再执行已添加的任务；
TERMINATED：线程池已终止，所有的任务已完成。

12线程池中 submit()和 execute()方法有什么区别？
execute()方法用于执行实现了Runnable接口的任务，无法获取任务执行的结果或抛出的异常；
submit()方法用于执行实现了Callable接口的任务，并且可以获取任务执行的结果或抛出的异常。

13在 java 程序中怎么保证多线程的运行安全？
使用synchronized关键字对共享资源进行加锁；
使用Lock接口及其实现类对共享资源进行加锁；
使用原子类（Atomic类）来保证操作的原子性；
使用并发容器（如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等）来替代传统的集合类；
使用volatile关键字来保证共享变量的可见性。

14多线程锁的升级原理是什么？
synchronized关键字的底层实现会根据竞争情况自动升级为重量级锁。当多个线程竞争同一把锁时，JVM会将锁逐渐升级为偏向锁、
轻量级锁，最终升级为重量级锁，以确保多线程之间的互斥访问。

15 什么是死锁？
指两个或多个线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，导致它们永远无法继续执行下去。

16 怎么防止死锁？
避免使用多个锁；
避免持有一个锁的同时等待另一个锁；
使用定时锁，避免无限等待；
避免循环等待。

17 ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？
是Java中的一个线程封闭机制，用于实现线程本地变量。它提供了一种线程私有的变量，每个线程都可以独立地改变自己的副本，
不会影响其他线程的副本。常见的使用场景包括数据库连接管理、Session管理、事务管理等。

18 说一下 synchronized 底层实现原理？
synchronized的底层实现原理是基于对象头中的Mark Word以及monitor对象实现的。当一个线程进入synchronized代码块时，
会尝试获取对象的monitor对象，如果获取成功则继续执行代码，如果获取失败则进入阻塞状态等待。当线程退出synchronized代码块时，会释放monitor对象。

19 synchronized 和 volatile 的区别是什么？
synchronized是一个重量级锁，可以保证原子性、可见性和有序性；volatile是一个轻量级的同步机制，只能保证可见性和有序性，不能保证原子性；
synchronized获取锁时会导致线程阻塞，而volatile不会导致线程阻塞；
synchronized可以用于修饰方法或代码块，而volatile只能用于修饰成员变量。

20 synchronized 和 Lock 有什么区别？
synchronized是Java中的关键字，Lock是一个接口；
synchronized是基于JVM实现的，Lock是基于Java代码实现的；
synchronized只支持非公平锁，Lock可以选择公平锁或非公平锁；
synchronized自动释放锁，Lock需要手动释放锁；
Lock提供了更多的功能，如可重入锁、超时锁等。

21 synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？
synchronized是Java内置的关键字，ReentrantLock是一个Java类；
synchronized是可重入锁，ReentrantLock也是可重入锁，并且支持公平锁和非公平锁；
synchronized不需要手动释放锁，ReentrantLock需要手动释放锁；
ReentrantLock提供了Condition接口，可以实现更加灵活的线程通信。

22 说一下 atomic 的原理？
Atomic类是Java中的原子操作类，可以保证对变量进行读取、修改、写入三个操作的原子性。Atomic类的原理是基于CAS（Compare And Swap）算法实现的，CAS算法包括三个操作数：内存值V、预期值A、新值B。当V和A相同时，才将V修改为B，
否则抛出异常。在实现中，Atomic类使用了CPU指令集提供的原子操作指令，保证了原子操作的高效性。
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